EP0052030A1 - Device for collecting a free falling liquid, and its use in a counter-current liquid-gas contacting installation - Google Patents
Device for collecting a free falling liquid, and its use in a counter-current liquid-gas contacting installation Download PDFInfo
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Abstract
Description
La présente invention est relative aux installations de mise en contact à contre-courant d'un liquide avec un gaz, notamment celles utilisées pour assurer le refroidissement d'un liquide tel que de l'eau par l'air atmosphérique, et concerne plus spécialement un dispositif pour recueillir un liquide tombant librement sous forme de pluie ou analogue dans de telles installations.The present invention relates to installations for contacting a liquid against a current with a gas, in particular those used for cooling a liquid such as water with atmospheric air, and relates more specifically a device for collecting a liquid falling freely in the form of rain or the like in such installations.
Les installations de mise en contact à contre-courant d'un liquide avec un gaz comprennent généralement une chambre pourvue à sa partie inférieure d'au moins une ouverture d'entrée du gaz et à sa partie supérieure d'au moins une ouverture de sortie du gaz et, à l'intérieur de ladite chambre, un réseau de distribution de liquide, un corps de mise en contact direct du liquide avec le gaz disposé sous le réseau de distribution, et des moyens pour recueillir le liquide qui s'écoule en chute libre sous forme de pluie ou analogue du corps de mise en contact. Ces moyens peuvent être constitués par un bassin prévu à la base de la chambre et dans lequel le liquide tombe directement. Toutefois, un tel bassin a l'inconvénient d'être d'une construction relativement coûteuse, d'engendrer un bruit important dû à l'impact du liquide tombant sur une hauteur importante du corps de mise en contact sur le liquide présent dans le bassin, et de nécessiter une puissance de pompage importante pour recycler directement ou indirectement le liquide du bassin vers le réseau de distribution. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, il est déjà connu, notamment par le brevet FR-A n° 876 525, d'utiliser des dispositifs récepteurs de liquide disposés immédiatement sous le corps d'échange et comprenant chacun une paroi réceptrice inclinée sur la verticale qui déverse le liquide recueilli dans une goulotte s'étendant le long du bord inférieur de la paroi, ces dispositifs qui sont disposés parallèlement les uns aux autres et se chevauchent pour empêcher toute chute directe du liquide du corps d'échange vers le bas de la tour, déversent à l'une de leurs extrémités le liquide recueilli dans un collecteur.Installations for contacting a liquid with a gas against the current generally comprise a chamber provided at its lower part with at least one gas inlet opening and at its upper part with at least one outlet opening gas and, inside said chamber, a liquid distribution network, a body for bringing the liquid into direct contact with the gas placed under the distribution network, and means for collecting the liquid which flows in free fall in the form of rain or the like of the contacting body. These means can be constituted by a basin provided at the base of the chamber and into which the liquid falls directly. However, such a basin has the drawback of being a relatively expensive construction, of generating a significant noise due to the impact of the liquid falling over a significant height of the contacting body on the liquid present in the basin. , and to require a significant pumping power to directly or indirectly recycle the liquid from the basin to the distribution network. In an attempt to remedy these drawbacks, it is already known, in particular from patent FR-A No. 876,525, to use liquid receiving devices placed immediately under the exchange body and each comprising a receiving wall inclined on the vertical which pours the liquid collected in a chute extending along the lower edge of the wall, these devices which are arranged parallel to each other and overlap to prevent any direct fall of the liquid from the exchange body down the tower, pour at one of their ends the liquid collected in a collector.
Cependant, avec ces dispositifs récepteurs de la technique antérieure, on observe un mauvais écoulement du liquide dans les goulottes. Ceci a conduit généralement à prévoir des collecteurs secondaires pour empêcher l'engorgement des goulottes. Ceci ne constitue pas toutefois une solution très satisfaisante.However, with these prior art receiving devices, poor liquid flow is observed in the troughs. This generally led to the provision of secondary collectors to prevent the clogging of the chutes. However, this is not a very satisfactory solution.
La présente invention a pour but d'améliorer l'écoulement du liquide dans les goulottes et est basée sur la constatation du fait que ce mauvais écoulement est dû aux perturbations importantes qui sont créées par la chute du liquide provenant des parois inclinées et pénétrant dans le flot de liquide s'écoulant dans les goulottes.The aim of the present invention is to improve the flow of liquid in the chutes and is based on the observation that this poor flow is due to the significant disturbances which are created by the fall of the liquid coming from the inclined walls and entering the flow of liquid flowing in the chutes.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour recueillir un liquide tombant librement sous forme de pluie ou analogue, du type comprenant une paroi inclinée sur la verticale et une goulotte, dite ci-après goulotte principale, s'étendant le long du bord inférieur de la parole caractérisé en ce qu'il comprend, sur le trajet du liquide recueilli par la paroi inclinée, et avant son entrée dans la goulotte principale, des moyens pour réduire notablement ou annuler la composante de vitesse verticale du liquide à son entrée dans la goulotte.To this end, the subject of the present invention is a device for collecting a liquid falling freely in the form of rain or the like, of the type comprising a wall inclined to the vertical and a chute, hereinafter called main chute, extending along of the lower edge of the floor, characterized in that it comprises, on the path of the liquid collected by the inclined wall, and before it enters the main chute, means for significantly reducing or canceling the vertical speed component of the liquid at its entry into the chute.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens pour réduire notablement ou annuler la composante de vitesse verticale du liquide comprennent des surfaces déflectrices qui confèrent au liquide à son entrée dans la goulotte principale une composante de vitesse notable dans la direction d'écoulement du liquide dans la goulotte principale.According to a first embodiment, the means for appreciably reducing or canceling the vertical speed component of the liquid comprise deflecting surfaces which give the liquid as it enters the main chute a significant speed component in the direction of flow of the liquid in the main chute.
Ces surfaces déflectrices peuvent être, par exemple, constituées par des petites goulottes inclinées ou des godets intermédiaires disposés à l'entrée de la goulotte principale, qui confèrent au liquide une direction voisine de celle de l'écoulement du liquide dans la goulotte principale. Ces surface déflectrices peuvent également être constituées par des nervures disposées sur la paroi inclinée, selon la ligne de plus grande pente, et dont la partie inférieure est incurvée dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte principale ou encore par des nervures disposées sur la paroi inclinée et elles-mêmes inclinées dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte principale. De telles surfaces déflectrices font subir au liquide un changement de direction dans le sens de l'écoulement dans la goulotte principale et lui confèrent une vitesse qui peut être supérieure à celle du liquide dans la goulotte principale. On diminue ainsi les perturbations dans l'écoulement, mais on accélère également l'écoulement du liquide dans la goulotte principale.These deflecting surfaces can be, for example, constituted by small inclined troughs or intermediate buckets arranged at the inlet of the main chute, which give the liquid a direction close to that of the flow of the liquid in the main chute. These deflecting surfaces can also be constituted by ribs arranged on the inclined wall, along the line of greatest slope, and the lower part of which is curved in the direction of the flow of the liquid in the main chute or even by ribs arranged on the inclined wall and themselves inclined in the direction of the flow of the liquid in the main chute. Such deflecting surfaces subject the liquid to a change of direction in the direction of flow in the main chute and give it a speed which may be greater than that of the liquid in the main chute. This decreases the disturbances in the flow, but also accelerates the flow of the liquid in the main chute.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens pour réduire ou annuler la composante de vitesse verticale comprennent un ou des obstacles tendant à annuler la vitesse du liquide à son entrée dans la goulotte principale.According to another embodiment, the means for reducing or canceling the vertical speed component comprise one or more obstacles tending to cancel the speed of the liquid as it enters the main chute.
On a constaté, en effet, qu'il°n'est pas nécessaire pour améliorer l'écoulement de conférer au liquide entrant dans la goulotte principale une composante de vitesse dans la direction de l'écoulement dans la goulotte principale mais qu'il suffit de réduire notablement ou d'annuler la composante de vitesse verticale et, à cet effet, la solution la plus simple consiste à réduire ou annuler purement et simplement la vitesse du liquide avant son entrée dans la goulotte principale.It has been found, in fact, it is not necessary ° to improve the flow of imparting to the liquid entering the main trough a velocity component in the direction of flow in the main channel but it suffices to significantly reduce or cancel the vertical speed component and, for this purpose, the simplest solution consists in purely or simply reducing or canceling the speed of the liquid before it enters the main chute.
Les obstacles peuvent être par exemple constitués par des tétons disposés sur la paroi inclinée, une nervure parallèle à la goulotte principale et disposée à l'entrée de cette dernière, ou mieux par une grille à mailles fines recouvrant la goulotte principale.The obstacles may for example be constituted by pins arranged on the inclined wall, a rib parallel to the main chute and arranged at the entrance to the latter, or better still by a fine mesh grid covering the main chute.
On peut également combiner les deux modes de réalisation et utiliser des petites goulottes inclinées constituées par des grilles à mailles fines.It is also possible to combine the two embodiments and use small inclined chutes formed by fine mesh grids.
L'invention a également pour objet une installation de mise en contact à contre-courant d'un liquide avec un gaz comprenant une chambre pourvue à sa partie inférieure d'au moins une ouverture d'entrée du gaz et à sa partie supérieure d'au moins une ouverture de sortie du gaz et, à l'intérieur de ladite chambre, un réseau de distribution de liquide, un corps de mise en contact direct du liquide avec le gaz disposé sous le réseau de distribution, et des dispositifs récepteurs de liquide tels que définis ci-dessus disposés sous ledit corps pour receuil- lir le liquide qui s'en écoule.The invention also relates to an installation for contacting a liquid with a gas against the current, comprising a chamber provided at its lower part with at least one gas inlet opening and at its upper part with at least one gas outlet opening and, inside said chamber, a liquid distribution network, a body for bringing the liquid into direct contact with the gas disposed under the distribution network, and liquid receiving devices as defined above arranged under said body to collect the liquid which flows therefrom.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels :
- les Fig. 1 à 9 sont des vues en perspective de différents modes de réalisation de l'invention.
- Figs. 1 to 9 are perspective views of different embodiments of the invention.
Les dispositifs pour recueillir un liquide tombant librement sous forme de pluie représentés sur les Fig. 1 à 9 comprennent, de manière connue, une paroi 1 inclinée sur la verticale et une goulotte 2 dite goulotte principale s'étendant le long du bord inférieur de la paroi inclinée 1. La paroi inclinée 1 qui est plane se raccorde à la goulotte 2 par une partie arrondie 3 qui se prolonge vers le bas, en direction de la goulotte, par une courte partie verticale 4. La goulotte 2 présente un fond arrondi 5 et deux bords verticaux 6 et 7 de part et d'autre, dont l'un, le bord 6, est dans le prolongement de la partie verticale 4.The devices for collecting a freely falling liquid in the form of rain represented in FIGS. 1 to 9 comprise, in known manner, a
Le dispositif représenté sur la Fig. 1 comprend une succession horizontale de petites goulottes inclinées 8 disposées bout à bout sur la partie verticale 4. Chaque petite goulotte inclinée 8 comprend un fond plat 9 fixé sur la partie verticale 4 et fortement incliné par rapport à la verticale et un bord vertical 10 qui est prolongé par une bande 11 horizontale inclinée vers l'extérieur de la petite goulotte inclinée 8. Les parties hautes des bords 10, ainsi que les bandes 11 des petites goulottes inclinées successives sont fixées entre elles.The device shown in FIG. 1 comprises a horizontal succession of small
Le liquide qui ruisselle sur la paroi inclinée 1 est dévié au niveau de la partie verticale 4 par le fond 9 de chaque petite goulotte inclinée 8 parallèlement à ce fond. Il sort de chaque petite goulotte inclinée 8 en ayant une composante de vitesse verticale nettement réduite et pénètre dans la goulotte principale 2 dans la direction de l'écoulement du liquide dans cette goulotte.The liquid flowing on the
Le dispositif représenté sur la Fig: 2 est très semblable à celui de la Fig. 1 dont il ne diffère que par la forme des petites goulottes inclinées. Chaque petite goulotte inclinée 12 est constituée d'un demi tronc de cône dont la petite base 13 est fermée et la grande base est ouverte. Chaque petite goulotte inclinée est fixée à la partie 4 par l'un de ses bords supérieurs 14 disposés horizontalement. Comme pour le dispositif représenté sur la Fig. 1, le liquide est dévié par le fond de chaque petite goulotte inclinée 12, parallèlement à ce fond et sort de chaque petite goulotte inclinée par la grande base du tronc de cône, en ayant une composante de vitesse verticale nettement réduite.The device shown in FIG: 2 is very similar to that of FIG. 1 from which it differs only in the shape of the small inclined chutes. Each small
Le dispositif représenté sur la Fig. 3 comprend une succession horizontale de godets 15 disposés sur la partie verticale 4 et qui sont constitués chacun par un quart de sphère. Chaque godet 15 dévie le liquide qui ruisselle sur la paroi 1 et l'envoie dans la goulotte 2 avec une composante de vitesse verticale pratiquement annulée.The device shown in FIG. 3 comprises a horizontal succession of
Le dispositif représenté sur la Fig. 4 comprend une succession de nervures 16 disposées sur la paroi inclinée 1 selon la ligne de plus grande pente. La partie inférieure 17 de chacune de ces nervures au niveau de la partie arrondie 3 est incurvée dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte 2 et dévie le liquide ruisselant sur la paroi 1 dans la direction de l'écoulement du liquide dans cette goulotte 2.The device shown in FIG. 4 comprises a succession of
Le dispositif représenté sur la Fig. 5 comprend une succession de nervures 18 disposées sur la paroi 1 jusqu'à l'entrée de la goulotte 2 et inclinées dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte 2. Grâce à ces nervures, le liquide ruisselant sur la paroi 1 reçoit une composante de vitesse dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte 2.The device shown in FIG. 5 includes a succession of ribs 18 arranged on the
Le dispositif représenté sur la Fig. 6 comprend une nervure 19 parallèle à la goulotte principale 2 et disposée à l'entrée de cette dernière sur le bord vertical 6. Cette nervure a pour effet de "briser" l'écoulement du liquide ruisselant sur la paroi inclinée 1 quand il arrive dans la goulotte 2.The device shown in FIG. 6 comprises a
Le dispositif représenté sur la Fig. 7 comprend, d'une part, des tétons 20 faisant saillie sur la paroi inclinée destinés à ralentir le liquide ruisselant sur cette paroi et, d'autre part, une grille 21 à mailles fines constituées par un treillis de fils métalliques et recouvrant la goulotte 2. Cette grille 21 a, comme la nervure 19, pour effet de "briser" l'écoulement du liquide de façon à annuler pratiquement la vitesse du liquide quand il arrive dans la goulotte 2.The device shown in FIG. 7 comprises, on the one hand, nipples 20 projecting from the inclined wall intended to slow down the liquid flowing on this wall and, on the other hand, a
Le dispositif représenté sur la Fig. 8 est une variante de la Fig. 7;et comprend, à la place de la grille à fils métalliques une grille 22 constituée par une plaque pourvue de canaux verticaux.The device shown in FIG. 8 is a variant of FIG. 7; and comprises, in place of the grid with metallic wires, a
Enfin, le dispositif représenté sur la Fig. 9 est une combinaison des dispositifs représentés aux Fig. 2 et 7 et comprend une succession de petites goulottes inclinées 23 en forme de demi troncs de cône constituées par un treillis de fils métalliques qui, à la fois, annulent pratiquement la vitesse du liquide qui les traverse et dévient l'excédent du liquide dans la direction de l'écoulement du liquide dans la goulotte 2.Finally, the device shown in FIG. 9 is a combination of the devices shown in FIGS. 2 and 7 and comprises a succession of small
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