<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AU TRAITEMENT DES GAZ ET DES LIQUIDES.
Cette invention a trait à des appareils pour le traitement de gaz ou vapeurs avec des liquides et, en particulier mais non ex- clusivement, au traitement de gaz- ou de vapeurs avec des liquides, les gaz ou vapeurs étant absorbes soit partiellement ou complètement par le liquide.
L'absorption des gaz solubles et des vapeurs par des liqui- des-est normalement réalisée dans des tours garnies de matière de rem- plissage ou dans d'autres types d'appareils, dans lesquels le gaz et le liquide sont mis en contact intime-, par exemple par formation de bulles de gaz s'élevant à travers le liquide en un ou plusieurs étages successifs., Lorsque les gaz ou liquides ont un'effet corrosif sur les métaux, les parties de ces appareils qui sont en-contact avec eux peuvent avantageu- sement être fabriquées en carbone.
Il se présente-certains cas où des quantités considérables de chaleur sont libérées pendant l'absorption et, en particulier, où la chaleur libérée est suffisante pour déterminer une élévation excessive de la température et où l'élévation de la température est préjudiciable à l'absorption- du fait qu'elle réduit la concentration du constituant absorbé dans le liquide sortant de 1-'appareil d'absorption. Un exemple bien connu est- l'absorption du gaz chlorhydriquer dans l'eau pour pro- duire de lacide chlorhydrique.
Il est possible de produire une solu- tion acide contenant jusqu'à 28% en poids environ d'acide,par absorp- tion du gaz dans l'eau, dans une tour garnie d'une matière de remplis- sage- ou un- autre type d'appareil d'absorption, sans- refroidissement externe.,. Toutefois, ppurun acide à 36%,il est nécessaire de refroidir l'appareil d'absorption de telle façon qu'au dernier stade de l'absorp- tion, le liquide soit maintenu à une température voisine de 30 C.
On a utilisée à cet effet, une variété de types d'appareils; par exemple,
EMI1.1
on faisait passer le gaz porteur d1acide 4 - - - '-' ,. -Yi' ...I;:-
<Desc/Clms Page number 2>
à travers un tube vertical ou tour, qui pouvait être vide ou rempli d'une matière de remplissage convenable, l'eau ou l'acide faible étant amené au sommet de la tour et obligé de s'écouler sur la paroi et/ou la matière de remplissage, de l'acide fort sortant à la base de la tour et la chaleur d'absorption étant éliminée par l'eau s'écoulant à l'extérieur du tube ou de la tour. En variante, il était courant de faire passer le gaz por- teur diacide par une série de tubes horizontaux, canaux ou récipients sur la partie supérieure desquels s'écoulait de l'eau ou de l'acide dilué, la chaleur de la solution étant prise par l'eau s'écoulant à l'extérieur de l'appareil.
Ces types d'appareils étaient construits en verre, silice, carbone ou graphite et en des métaux résistants, tels que le tantaleo
Le type d'appareil à canaux est relativement inefficient et il est, en outre, relativement encombrant et chacun des types d'appareils mentionnés ci-dessus est très onéreuxo
C'est pourquoi l'un des objets de l'invention est de prévoir des appareils pour l'absorption de gaz ou de vapeurs par des liquides dans lesquels les désavantages mentionnés ci-avant soient pratiquement éliminés.
Selon la présente invention, on prévoit des appareils, pour l'absorption de gaz ou de vapeurs par des liquides, qui comprennent une tour à revêtement interne de carbone ou de graphite et qui présentent une série de rangées de tubes de carbone ou de graphite la traversant, par lesquels on fait passer un fluide de refroidissement dans le but de refroidir les fluides se trouvant à l'intérieur de la tour et/ou d' éliminer la chaleur- dégagée--- pendant le processus-d'absorption.,
Dans l'une des formes de l'invention, la tour est constituée par une enveloppe de métal, garnie de carreaux de carbone ou de graphi- te, comme il est décrit dans la demande de brevet britannique n 14.163/ 49 et les tubes de carbone ou de graphite sont disposés en une série de rangées horizontales.
Le liquide ou la solution d'absorption peut être amené au sommet de la tour et distribué par des canaux, des pulvérisateurs ou autres moyens convenables, de manière telle qu'il tombe sur la ou les rangées supérieures de tubes et s'égouttent,- de là, sur les rangées inférieures successives, et on fait monter ou descendre- le gaz conte-
EMI2.1
nant le constituant soluble, à- travers 18.- tour-o L'action du liquide s'égouttant srxr les rangées de tubes. horizontaux est telle qu'elle favorise un refroidissement efficace et une distribution uniforme, tout en. offrant une grande surface pour l'absorption du gaz.
Dans cer- tains cas, la surface d'absorption peut être augmentée par rapport- à. la surface de refroidissement par interposition, entre-les rangées de tubes, d'une ou de plusieurs couches d'éléments de-remplissage non re- froidis, tels que les éléments de remplissage décrits dans la.- demande
EMI2.2
de brevet-bpitaBRiqae ne 14099/49 @ Dans un-agencement-préféré conforme à la présente invention, les tubes sont disposés en rangées horizontales parallèles, avec un espace libre entre les tubes voisins d'une rangée qui s'excède pas de façon appréciable le diamètre d'un tube, les rangées successives se trouvant en quinconce, de façon à empêcher lea gouttes de liquide de tomber à travers la. tour sans frapper les tabès. En variante, les ran- gées de tubes peuvent.
être- disposées à angle droit l'une- par rapport à l'autreo
Les tubes horizontaux peuvent passer par les parois oppo- sées de la tour et un joint peut être réalisé entre les tubes et les carreaux de carbone garnissant les parois, par cimentation-ou par utili-
<Desc/Clms Page number 3>
sation d'insertions flexibles telles que des manchons en caoutchouc.
Des collecteurs peuvent être adaptés aux parois de la tour pour l'amenée et la décharge du fluide de refroidissement qui passe par les tubes, et des chicanes peuvent être prévues dans les collec- teurs, pour déterminer le fluide de refroidissement à s'écouler par deux couches de tubes en série ou davantageo En variante, chacun des tubes de refroidissement peut avoir des raccords de tuyaux séparés et des tubes en nombre voulu, quel qu'il soit, peuvent être reliés en sé- rie, au moyen de coudes de- retour.
L'application de 19invention ressortira clairement de la description suivante d'un exemple, dans laquelle on se réfère au des- sin annexé, ou ? la figure 1 est une vue en élévation d'un appareil construit selon la présente invention, et la figure 2, une vue en coupe médiane de l'appareil repré- senté à la figure 1, vu de l'un de ses cotés.
Si l'on se réfère au dessin, on voit que le corps de tour 1, en acier doux,. est doublé complètement de carbone 2, de préférence sous la forme de carreaux assemblés au moyen d'un 'armant convenable.
Un tuyau à rebord 3 sert à l'introduction du liquide absor- bant et un autre tuyau à rebord 4 sert à la décharge du liquide lors- qu'il est chargé de gaz.
Le ga à absorber est amené dans la tour, par le tuyau in- férieur à rebord 5, et tout excès de gaz sort par le tuyau supérieur à rebord 6.
Dans le corps principal 7 de la tour, un certain nombre de tubes de carbone 8 s'étendent d'un côté à l'autre, formant des joints 9 étanches au fluide., à chaque extrémité, avec la face de la tour.
Les tuyaux 8 sont disposée en- couches 10, chaque couche compre- nant trois rangées horizontales et chaque rangée comprenant cinq tuyaux.
Les extrémités des tuyaux 8 pénètrent dans les collecteurs 11 et 12, disposés de chaque coté de la tour, et le fluide de refroidisse- ment est prévu pour pénétrer dans le collecteur Il.. par le tuyau 13, pour s'écouler par les tuyaux 8 vers le collecteur 12 et pour quitter- la tour par le tuyau 15.
Des chicanes 16, dans les collecteurs 11 et 12, sont prévues pour faire passer le fuide de refroidissement, en série, par les couches 10, au cours de son trajet du tuyau- d'admission 13 au tuyau de sortie 15.
Le liquide absorbant pénètre dans la tour par le tuyau 3, longe le tuyau 17, se dirige vers le distributeur 18 et est distribué au-dessus d'une grille multiple 19, composée- d'un certain nombre de lits superposés-20, formes de minces plaques de carbone espacées 21, ayant des bords inférieurs dentés et disposées de- telle-façon que les plaquer 21 de chaque lit soient à angle droit par rapport aux plaques des lits voisins, comme montra au dessin.
Après avcrir quitté .la. grille 19, le liquide absorbant tombe
<Desc/Clms Page number 4>
sur la rangée supérieure de tubes de carbone 8 refroidie se répand sur la surface de ces tubes et descend à travers les trois couchés supérieures 10 de tubes refroidis 8, jusqu'à ce qu'il atteigne une grille 22, non refroidie, semblable à la grille 19 se trouvant au- dessous du distributeur 18 et, après avoir franchi cette grille, il passe par une autre paire de couches 10 de tubes réfrigérés, tombe sur le fond 23 de la tour et quitte cette dernière par le tuyau de décharge 4.
On constatera qu'avec l'agencement décrit ci-dessus, le gaz le plus riche en constituant absorbable rencontre la solution re- froidie dudit constituant dans la- zone inférieure de la tour, pour former la solution la- plus forte possible à la température de sortie.
REVENDICATIONS.
1. Appareil d'absorption de gaz et de vapeurs par des li- quides, comprenant une tour garnie intérieurement de carbone ou de graphite et comprenant. une- série de tubes de carbone ou de graphite , qui le traversent, et par lesquels on-fait passer-un fluide de- refroidisse- ment.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN THE TREATMENT OF GASES AND LIQUIDS.
This invention relates to apparatus for the treatment of gases or vapors with liquids and, in particular, but not exclusively, to the treatment of gases or vapors with liquids, the gases or vapors being absorbed either partially or completely by. the liquid.
The absorption of soluble gases and vapors by liquids is normally carried out in towers packed with filling material or in other types of apparatus, in which the gas and the liquid are brought into intimate contact. -, for example by forming gas bubbles rising through the liquid in one or more successive stages., When gases or liquids have a corrosive effect on metals, the parts of these devices which are in contact with they can advantageously be made of carbon.
There are some cases where considerable amounts of heat are released during absorption and, in particular, where the heat released is sufficient to cause an excessive rise in temperature and where the rise in temperature is detrimental to the absorption because it reduces the concentration of the absorbed component in the liquid exiting the absorption apparatus. A well known example is the absorption of hydrochloric gas in water to produce hydrochloric acid.
It is possible to produce an acid solution containing up to about 28% by weight of acid by absorption of the gas in water in a tower packed with a filling material- or a-. other type of absorption device, without external cooling.,. However, for a 36% acid, it is necessary to cool the absorption apparatus so that at the last stage of absorption the liquid is maintained at a temperature in the region of 30 C.
A variety of types of apparatus have been used for this purpose; for example,
EMI1.1
the acid carrier gas was passed through 4 - - - '-',. -Yi '... I;: -
<Desc / Clms Page number 2>
through a vertical tube or tower, which could be empty or filled with a suitable filler material, the water or weak acid being brought to the top of the tower and forced to flow over the wall and / or the filler material, strong acid exiting at the base of the tower and the heat of absorption being removed by the water flowing outside the tube or tower. As an alternative, it was common to pass the diacid carrier gas through a series of horizontal tubes, channels or vessels over the top of which flowed water or dilute acid, the heat of the solution being. taken by water flowing outside the device.
These types of devices were constructed from glass, silica, carbon, or graphite and strong metals, such as tantalum.
The channel type of apparatus is relatively inefficient and moreover it is relatively bulky and each of the above mentioned types of apparatus is very expensive.
This is why one of the objects of the invention is to provide apparatus for the absorption of gases or vapors by liquids in which the disadvantages mentioned above are practically eliminated.
According to the present invention, apparatuses are provided for the absorption of gases or vapors by liquids which comprise a tower with an internal coating of carbon or graphite and which have a series of rows of carbon or graphite tubes la through which a cooling fluid is passed in order to cool the fluids inside the tower and / or to remove the heat - given off --- during the absorption process.,
In one of the forms of the invention, the tower is constituted by a metal casing, lined with carbon or graphite tiles, as described in British Patent Application No 14,163 / 49 and the tubes of carbon or graphite are arranged in a series of horizontal rows.
The liquid or the absorption solution can be brought to the top of the tower and distributed by channels, sprayers or other suitable means, in such a way that it falls on the upper row (s) of tubes and drains, - from there, on the successive lower rows, and we make go up or down - the gas containing
EMI2.1
the soluble component, through 18.- turn-o The action of the liquid dripping down the rows of tubes. horizontal is such that it promotes efficient cooling and even distribution, while. offering a large surface area for gas absorption.
In some cases, the absorption area can be increased relative to. the cooling surface by interposing, between the rows of tubes, one or more layers of non-cooled filling elements, such as the filling elements described in the application
EMI2.2
bpitaBRiqae no 14099/49 @ In a preferred-arrangement according to the present invention, the tubes are arranged in parallel horizontal rows, with a free space between neighboring tubes in a row which does not appreciably exceed the diameter of a tube, the successive rows being staggered, so as to prevent the drops of liquid from falling through the. turn without hitting the tabès. Alternatively, the rows of tubes can.
be- arranged at right angles to one- to the other
The horizontal tubes can pass through the opposite walls of the tower and a joint can be made between the tubes and the carbon tiles lining the walls, by cementing-or by using.
<Desc / Clms Page number 3>
sation of flexible inserts such as rubber sleeves.
Manifolds can be fitted to the walls of the tower for the supply and discharge of the coolant which passes through the tubes, and baffles can be provided in the manifolds, to determine the coolant to flow through. two or more layers of pipes in series o Alternatively, each of the cooling pipes may have separate pipe connections and any number of pipes may be connected in series, by means of elbows of- return.
The application of the invention will become clear from the following description of an example, in which reference is made to the accompanying drawing, or? Figure 1 is an elevational view of an apparatus constructed in accordance with the present invention, and Figure 2 a median sectional view of the apparatus shown in Figure 1, viewed from one side thereof.
If we refer to the drawing, we see that the lathe body 1, in mild steel ,. is completely lined with carbon 2, preferably in the form of tiles assembled by means of a suitable reinforcement.
A flanged pipe 3 serves for the introduction of the absorbent liquid and another flanged pipe 4 serves for the discharge of the liquid when it is charged with gas.
The gas to be absorbed is brought into the tower, through the lower rimmed pipe 5, and any excess gas exits through the upper rimmed pipe 6.
In the main body 7 of the tower, a number of carbon tubes 8 run from side to side, forming fluid-tight joints 9, at each end, with the face of the tower.
The pipes 8 are arranged in layers 10, each layer comprising three horizontal rows and each row comprising five pipes.
The ends of the pipes 8 enter the manifolds 11 and 12, arranged on each side of the tower, and the cooling fluid is provided to enter the manifold II .. through the pipe 13, to flow through the pipes. 8 towards the collector 12 and to exit the tower through pipe 15.
Baffles 16, in manifolds 11 and 12, are provided to pass the cooling fluid, in series, through layers 10, during its path from inlet pipe 13 to outlet pipe 15.
The absorbent liquid enters the tower through the pipe 3, runs along the pipe 17, goes to the distributor 18 and is distributed over a multiple grid 19, composed- of a number of bunk beds-20, forms thin, spaced carbon plates 21, having toothed bottom edges and arranged so that the flanges 21 of each bed are at right angles to the plates of neighboring beds, as shown in the drawing.
After avcrir left .la. grid 19, the absorbent liquid falls
<Desc / Clms Page number 4>
on the upper row of cooled 8 tubes carbon spreads over the surface of these tubes and descends through the upper three layers 10 of cooled 8 tubes, until it reaches a grid 22, uncooled, similar to the grid 19 located below the distributor 18 and, after passing through this grid, it passes through another pair of layers 10 of refrigerated tubes, falls on the bottom 23 of the tower and leaves the latter through the discharge pipe 4.
It will be seen that with the arrangement described above, the gas richest in absorbable component meets the cooled solution of said component in the lower zone of the tower, to form the strongest possible solution at the temperature. Release.
CLAIMS.
1. Apparatus for the absorption of gases and vapors by liquids, comprising a tower lined internally with carbon or graphite and comprising. a series of carbon or graphite tubes, which pass through it, and through which a cooling fluid is passed.