Brevet FR2458779A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur et de masse, et plus précisément les plateaux de contact de ces échangeurs; elle peut être utilisée dans les industries chimique, alimentaire, microbiologique, pharmaceutique et dans d'autres branches d'industrie. Le plateau de contact de l'invention peut être utilisé avec le maximum d'avantages pour la production des matériaux polymères. Actuellement, pour la production des matériaux polymères, on utilise des plateaux de contact pleins munis de tubulures de transvasement. La réalisation sur ces plateaux, par exemple, du processus de de- gazage des solutions aqueuses d'un polymère se déroule avec un mélange continu des phases en interaction d'une matière polymère et de la vapeur d'eau vive. Pour le mélange des phases en interaction, on utilise des agitateurs mécaniques. Toutefois, durant l'exploitation, les échangeurs utilisant des agitateurs mécaniques pour le mélange des matières polymères sont très compliqués, car la matière polymère se colle progressivement aux pales de l'agitateur et aux parois de l'é- changeur, et on doit arrêter périodiquement celui-ci pour le nettoyer. On connaît déjà un grand nombre de plateaux de contact utilisés dans différentes branches d'industrie (voir par exemple, le brevet GB 1 296 455, et dont l'embase est percée d'un ou de plusieurs trous pour le passage des phases, élargis au moins dans un sens. De tels plateaux sont ordinairement utilisés dans des colonnes verticales dans lesquelles le processus technologique se déroule è contre-courant des phases en interaction. Cependant, il est impossible d'utiliser ces plateaux dans la production des matières polymères, du fait que lors de la réalisation du processus à contre-courant des phases en interaction, il se forme sur l'embase du plateau, entre les trous, des zones de stagnation dans lesquelles se déposent les particules du polymère. Il en résulte un colmatage rapide des trous du plateau, et le processus s'interrompt. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients susmentionnés. La présente invention a pour but de mettre au point un plateau de contact pour échangeur de chaleur et de masse dont la surface de l'embase entre les trous serait minimale, ce qui supprimerait la formation des zones de stagnation et augmenterait l'efficacité du plateau de contact. le but visé est atteint par le fait que, dans un plateau de contact pour échangeur de chaleur et de masse, comprenant une embase munie d'au moins un trou destiné au passage desphases et présentant un élargissement au moins dans un sens, selon l'invention, le bord du trou, du côté de l'élargissement, touche les parois de l'échangeur, ce qui permet de réduire sensiblement la formation des zones de stagnation sur l'embase en diminuant la surface de l'embase sur laquelle peut se déposer la matière polymère. Ceci permet à son tour de réduire la résistance hydraulique du plateau et d'élever l'efficacité du processus. Conformément à l'invention, dans un plateau de contact dont 1'embase est percée de plusieurs trous, les bords des trous se trouvant sur la périphérie de l'embase, du coté de l'élargissement, touchent les parois de l'échangeur, tandis que les bords des trous voisins se touchent les uns les autres. Ceci permet d'augmenter la surface active du plateau et d'améliorer son fonctionnement. Il est avantageux que les bords des trous se touchent les uns les autres de façon que les parties de l'embase situées entre ces trous forment des arêtes, ce qui permet de supprimer complètement la formation des zones de stagnation sur le plateau et de réduire au ma ximum sa résistance hydraulique. Ainsi, le plateau de contact proposé pour les échangeurs de chaleur et de masse élimine les conditions de formation des zones de stagnation, possède une résistance hydraulique plus faible et permet de réaliser le processus d'échange de chaleur et de masse avec plus d'efficacité gr ce à la diminution du mélange longitudinal des phases en contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de plateau de contact pour échangeur de chaleur et de masse réalisé selon l'invention, faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - la Fig. 1 est une vue schématique d'un plateau de contact à un trou suivant l'invention; - la Pig. 2 est une vue schématique d'un plateau de contact à plusieurs trous suivant l'invention; - la Fig. 5 représente en vue de dessus une partie du plateau de contact représenté sur la Fig. 2. - la Fig. 4 est une vue schématique d'un plateau de contact sui- vant l'invention comportant plusieurs trous élargis dans les deux sens; - la Pig. 5 est une vue de dessus du plateau de contact montré sur la Fig. 4. Le plateau de contact proposé se monte dans des échangeurs de chaleur et de masse du type à colonne, suivant leur hauteur, et divise en sections la cavité de l'échangeur. Le plateau de contact comprend une embase 1 (Fig. 1 à 4) percée d'un trou 2, comme le montre la Fig. 1, ou de plusieurs trous 3, comme le montrent les Fig. 2 à 4. Les trous 2 (Fig. 1) ou 3 (piu. 2) sont élargis dans un sens, ce qui est obtenu en réalisant ces trous sous la forme de canes tronqués, ou avec des élargissements dans les deux sens, comme le montre la Fig. 4, ce qui est obtenu du fait que ces trous sont exécutés sous la forme de deux canes tronqués réunis par leurs petites bases 4. Si l'on réalise le plateau de contact avec un seul trou 2 (Pig.l), son bord 5, du côté de l'élargissement , c'est-à-dire du côté supé- rieur de l'embase 1, touche les parois 6 de l'échangeur; dans ce cas, du côté inférieur de l'embase, le bord du trou 2 peut être situé de façon illustrée sur la figure 1 ou toucher les parois de l'échangeur (ce qui n'est pas représenté). Dans le cas d'un plateau de contact à plusieurs trous 3 élargis dans un sens, comme le montre la figure 2, ou élargis dans les deux sens, comme le montre la figure 4, les bords 8 des trous 3 placés sur la périphérie touchent, du-côté de leur élargissement, les parois 6 de l'échangeur et les bords 9 des trous voisins 3 (Fig. 3); il est à noter que par exemple, les bords 8 des trous 3 touchent les parois 6 de l'échangeur, uniquement du côté d'un des élargissements. Dans ce cas, les bords 9 des trous voisins 3 situés dans l'embase mOrne se touchent les uns les autres, comme le montre la figure 3. De ce fait, les secteurs ou parties 10 de l'embase 1 situés entre les trous 3 ont une petite surface sur laquelle la matière polymère ne se dépose pratiquement pas, grâce au fait que les particules qui se déposent sont captées dans le contre-courant des phases en interaction et entraînées par ces phases vers les sections supérieures sans perturber le processus technologique se déroulant dans l'échangeur. Les bords 9 (Pig. 4) des trous voisins 3, du côté de l'élargis- sement, peuvent se toucher les uns les autres de façon que les secteurs ou partie des embases 1 situés entre ces trous forment-des arêtes 11 (Fig. 5). À cet effet, on donne à la forme ronde du trou 3, en partant de sa partie rétrécie vers l'élargissement, la forme d'un carré ou d'un rectangle, comme le montre la figure 5. Dans ce cas, les côtés correspondants des carrés ou des rectangles sont amenés en coincidence. De ce fait, les secteurs de embase si- tués entre les trous 3 sont constitués par les arêtes 11. Dans ce cas, la forme carrée ou rectangulaire des trous 3 disposés sur la périphé- rie de l'embase 1, du côté des parois 6 de l'échangeur, revêt la forme de ces parois, comme le montre la figure 5, tandis que les bords de ces trous se trouvent en contact avec les trous voisins suivant les lignes droites, à savoir suivant les arêtes 11. Au coure du fonctionnement de 1'8changeur de chaleur et de masse vertical équipé de ces plateaux de contact, les phases en interaction passent à contre-courant par les trous 2 (Fig. 1) ou 3 (fig. 2 à 5). Il est à noter que l'interaction intense des phases a lieu non seulement au-dessus des plateaux de contact, dans les sections, mais aussi dans les trous 2 et 3 eux-mêmes. Au cours d'une telle interaction, la matière polymère ne se dépose pas sur les secteurs 10 de l'embase (fiv. 3), ou sur les arêtes 11 (Pig. 4), du fait que leur surface est petite en comparaison avec les diamètres de ces trous, même dans leurs parties rétrécies, et toutes les particules qui se déposent sont entraSnées vers les sections supérieures par les phases en interaction.# - REVENDICATIONS 1 - Plateau de contact pour échangeur de chaleur et de masse, du type comprenant une embase munie d'au moins un trou destiné au passage des phases et présentant un élargissement au moins dans un sens, caractérisé en ce que le bord du trou, du côté de son élargies.- ment, touche les parois de l'échangeur. 2 - Plateau de contact selon la revendication 1, comportant plusieurs trous dans son embase, caractérisé en ce que les bords des trous disposés sur la périphérie de l'embase, du côté de leurs dlar- gissements, touchent les parois de l'échangeur, tandis que les bords des trous voisins se touchent les uns les autres. 3 - Plateau de contact selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords des trous se touchent les uns les autres de façon que les secteurs de l'embase situés entre ces trous forment des arO- tes.