EP1146300A1 - Echangeur vaporiseur-condenseur du type à bain - Google Patents

Echangeur vaporiseur-condenseur du type à bain Download PDF

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EP1146300A1
EP1146300A1 EP01400898A EP01400898A EP1146300A1 EP 1146300 A1 EP1146300 A1 EP 1146300A1 EP 01400898 A EP01400898 A EP 01400898A EP 01400898 A EP01400898 A EP 01400898A EP 1146300 A1 EP1146300 A1 EP 1146300A1
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fluid
pressure
exchanger
temperature
heat exchange
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to an exchanger bath type evaporator-condenser and a heat exchange process in a bath type exchanger.
  • the invention relates to an exchanger bath type vaporizer-condenser between a first fluid to be vaporized and a second fluid to condense as well as the use of this type heat exchange.
  • vaporization is meant vaporization partial or total and by condensation is meant condensation partial or total.
  • bath exchangers imposes by its specific characteristics of the limitations on the height of exchange between the first and the second fluid or as for the temperature difference between the primary fluid and the secondary fluid.
  • Figures 1 and 2 represent on the one hand an example of diagram functional of a bath exchanger and on the other hand an example of heat exchange diagram between the primary fluid and the fluid secondary.
  • the tank is shown in a simplified manner external 10 of the heat exchanger inside which is contained a set of passages 12 for the second "hot” fluid F2 which enters the upper part of these passages at 14 and comes out at the part lower in 16.
  • the first “cold” fluid F1 to vaporize it is contained in the external enclosure 10 and circulates by thermosyphon of the lower end 12a of the passages for the second fluid F2 up to its upper end 12b, the height of this heat exchange zone being equal to h.
  • the first fluid F1 at the entrance to the exchange zone is at a temperature T 1.1 and at a pressure P 1.1 .
  • This temperature T 1.1 and this pressure P 1.1 correspond to a sub-cooling state, that is to say to a temperature below the bubble temperature T b1 of the fluid F1 at the pressure P 1.1 due to hydrostatic pressure due to the height of liquid F1 fluid.
  • T b the temperature (bubble) at which the first gas bubble appears in the fluid F1 during the heat exchange (at intermediate pressure between P 1.1 and P 1.2 ). It is understood that the energy used to bring the primary fluid to the bubble temperature T b is "lost" energy to obtain the vaporization of the first liquid.
  • the second fluid F2 has also been shown with its inlet temperature in the exchange zone 12 which is equal to T 2.1 and its outlet temperature equal to T 2.2 .
  • T 2.1 the inlet temperature in the exchange zone 12
  • T 2.2 the outlet temperature
  • thermosyphon effect which allows the circulation of first fluid F1 is made possible by the formation of bubbles of the first fluid. If the height in the exchanger corresponding to the phase too much "subcooling", the thermosyphon effect will be insufficient.
  • the outlet pressure of the first fluid P 1.2 is of the order of 4 bars absolute or greater.
  • the height of the heat exchange passages between the two fluids is at least equal at 3 m.
  • the heat exchange passages between the two fluids are limited by parallel plates, which can be of the type with brazed fins.
  • the passages can be made up of tubes.
  • the means forming enclosure include a single enclosure containing said passages heat exchange and in which the first fluid circulates by thermosyphon.
  • the means forming enclosure include a first enclosure defining a lower volume of entry of the first fluid and a higher volume of first fluid outlet and a second enclosure connected respectively to the upper and lower volumes, this second enclosure that can be reduced to piping.
  • the fluid to be vaporized F1 circulates by thermosyphon in the vertical heat exchange passages.
  • the fluid F1 has at its inlet, that is to say at the lower end 24a of the exchange module, a temperature T 1.1 and a pressure P 1.1 , and a temperature T 1.2 and a pressure P 1.2 at the upper end 24b of the exchange module.
  • the total height of the exchange module is called h, that is to say the length of circulation of the first fluid between the inlet end 24a and the outlet end 24b.
  • the second fluid which is nitrogen gas in the example under consideration, enters at temperature T 2.1 through line 30 and leaves the exchange module in liquid form at temperature T 2.2 .
  • FIG 4 there is shown the heat exchange between the fluid F1 (pure oxygen) and fluid F2 (pure nitrogen).
  • Curve A substantially vertical due to the fact that the fluid F2 is pure nitrogen, shows the evolution of this fluid between its entry and its exit from the exchange module.
  • Curve B shows the evolution of the first fluid (pure oxygen). She has a first part B1 corresponding to the "sub-cooling" of oxygen and part B2 of vaporization partial oxygen from the bubble temperature Tb of oxygen.
  • the pressure P 1.2 at the outlet of the first fluid depends on the pressure at the outlet of the complete installation containing the exchanger bath taking into account the pressure drop due to the switchgear between the outlet of the exchanger and the outlet of the complete installation. If the outlet of the installation is at atmospheric pressure, the pressure at the outlet of the bath exchanger is of the order of 1.3 bar absolute.
  • a bath heat exchanger can be constructed, the height h of the exchange module being equal to 3 or 4 meters, while maintaining a temperature difference of the order 1.2 ° C.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the bath exchanger.
  • the exchanger comprises a main enclosure 40 in which is mounted the exchange module 42.
  • the enclosure 40 defines also a lower inlet chamber 44 of the first fluid and a upper chamber 46 for the outlet of the first fluid with a sampling 48 of the first vaporized fluid.
  • the exchanger includes also a chamber 50 for recirculating the first fluid in the state essentially liquid which is connected to the upper chambers and lower by lines 52 and 54. This enclosure could be reduced to simple piping.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur vaporiseur-condenseur du type à bain entre un premier fluide (F1) à vaporiser et un deuxième fluide (F2) à condenser. L'échangeur comprend des moyens (24) pour définir une pluralité de passages (26) d'échange thermique entre les deux fluides pour faire circuler ledit deuxième fluide, qui a une température T2,2 à la sortie desdits passages ; une enceinte (20) contenant les passages (24) pour faire circuler par thermosiphon ledit premier fluide entre lesdits passages du bas vers le haut sur une hauteur h, ledit premier fluide ayant une température d'entrée T1,1 avec T1,1 < T2,2, et une pression de sortie P1,2 ; des moyens pour donner à la pression d'entrée P1,1 du premier fluide une valeur telle que la pression P1,2 soit supérieure à une pression minimale PmS et des moyens pour qu'au moins une des deux conditions suivantes soit remplie : la hauteur h des passages est au moins égale à 2,5 m ; et la température T2,2 du deuxième fluide est inférieure à T1,1 + 1,2°C. <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un échangeur vaporiseur-condenseur du type à bain et un procédé d'échange thermique dans un échangeur du type à bain.
De façon plus précise, l'invention concerne un échangeur vaporiseur-condenseur du type à bain entre un premier fluide à vaporiser et un deuxième fluide à condenser ainsi que l'utilisation de ce type d'échange thermique. Par vaporisation, on entend une vaporisation partielle ou totale et par condensation, on entend une condensation partielle ou totale.
Cette disposition est utilisée notamment, mais non exclusivement, dans les installations de distillation de l'air du type à double colonne où, par exemple, l'oxygène liquide qui se trouve en cuve de la colonne basse pression est vaporisé dans un vaporiseur à bain par échange de chaleur avec l'azote gazeux prélevé en tête de la colonne moyenne pression.
Le fonctionnement des échangeurs à bain impose de par ses caractéristiques propres des limitations quant à la hauteur d'échange entre le premier et le deuxième fluide ou quant à l'écart de température entre le fluide primaire et le fluide secondaire.
On comprendra mieux ce problème en se référant aux figures 1 et 2 annexées qui représentent d'une part un exemple de schéma fonctionnel d'un échangeur à bain et d'autre part un exemple de diagramme d'échange thermique entre le fluide primaire et le fluide secondaire.
Sur la figure 1, on a représenté de façon simplifiée la cuve externe 10 de l'échangeur à bain à l'intérieur de laquelle est contenu un ensemble de passages 12 pour le deuxième fluide "chaud" F2 qui entre à la partie supérieure de ces passages en 14 et en ressort à la partie inférieure en 16. En ce qui concerne le premier fluide "froid" F1 à vaporiser, il est contenu dans l'enceinte externe 10 et circule par thermosiphon de l'extrémité inférieure 12a des passages pour le deuxième fluide F2 jusqu'à son extrémité supérieure 12b, la hauteur de cette zone d'échange thermique étant égale à h.
Comme le montre mieux le diagramme de la figure 2, le premier fluide F1 à l'entrée de la zone d'échange est à une température T1,1 et à une pression P1,1. Cette température T1,1 et cette pression P1,1 correspondent à un état de sous-refroidissement, c'est-à-dire à une température inférieure à la température de bulle Tb1 du fluide F1 à la pression P1,1 en raison de la pression hydrostatique due à la hauteur de fluide F1 liquide. C'est ce que l'on va représenter sur ce diagramme. On notera Tb la température (de bulle) à laquelle apparaít la première bulle de gaz dans le fluide F1 au cours de l'échange thermique (à pression intermédiaire entre P1,1 et P1,2). On comprend que l'énergie utilisée pour amener le fluide primaire à la température de bulle Tb est de l'énergie "perdue" pour obtenir la vaporisation du premier liquide. Sur cette figure 2, on a également représenté le deuxième fluide F2 avec sa température d'entrée dans la zone d'échange 12 qui est égale à T2,1 et sa température de sortie égale à T2,2. On voit que le phénomène de sous-refroidissement entraíne un "effet de pincement" dans les échanges thermiques entre les deux fluides.
En outre, l'effet de thermosiphon qui permet la circulation du premier fluide F1, est rendu possible par la formation des bulles du premier fluide. Si la hauteur dans l'échangeur correspondant à la phase de "désousrefroidissement" est trop importante, l'effet de thermosiphon sera insuffisant.
On comprend que plus la hauteur h de la zone d'échange thermique est importante, plus l'effet de la pression hydrostatique sur le premier fluide à l'entrée de la zone d'échange sera important et donc plus la zone de sous-refroidissement devra l'être également. Pour permettre l'entretien de l'effet de thermosiphon assurant la circulation du premier fluide, le phénomène de "pincement" doit donc être limité. Dans les installations d'échange thermique du type à bain, cette hauteur est donc limitée à 2,5 mètres.
Un autre inconvénient présent dans ce type d'échangeur à bain est que le "phénomène de pincement" décrit précédemment oblige à prévoir une différence de température entre la température d'entrée T1,1 du fluide froid F1 à vaporiser et la température T2,2 du fluide chaud F2 supérieure à environ 1,2°C pour permettre le fonctionnement de l'échangeur par thermosiphon en raison de "l'effet de pincement". Or, on comprend que l'augmentation de cet écart de température augmente les irréversibilités thermodynamiques, et, par voie de conséquence, diminue le rendement énergétique de l'ensemble de l'installation. Par exemple, dans le cas de la distillation des gaz de l'air à l'aide d'une double colonne, la pression de la colonne dite moyenne pression et, par voie de conséquence, la pression du compresseur d'air d'alimentation, doivent être augmentées, ce qui augmente la consommation d'énergie de l'ensemble de l'installation.
Il existe donc un réel besoin de disposer d'échangeurs vaporiseur-condenseur du type à bain ou de procédés d'échange thermique dans une installation du type à bain qui permettent soit d'augmenter la hauteur verticale d'échange thermique pour diminuer l'encombrement au sol de l'installation, soit de diminuer l'écart de température entre le premier fluide et le deuxième fluide, soit encore de permettre une combinaison de ces deux caractéristiques de l'échangeur vaporiseur-condenseur.
Pour atteindre ce but selon l'invention, l'échangeur vaporiseur-condenseur du type à bain entre un premier fluide (F1) à vaporiser et un deuxième fluide (F2) à condenser, ledit échangeur présentant une pression minimale de sortie PmS dudit premier fluide pour permettre le fonctionnement de l'installation dans laquelle ledit échangeur est monté, comprend :
  • des moyens pour définir une pluralité de passages d'échange thermique entre les deux fluides pour faire circuler ledit deuxième fluide, ledit deuxième fluide ayant une température T2,2 à la sortie desdits passages,
  • des moyens formant enceinte contenant les moyens formant passage pour faire circuler par thermosiphon ledit premier fluide entre lesdits passages du bas vers le haut sur une hauteur h, ledit premier fluide ayant une température d'entrée T1,1 avec T1,1 < T2,2, ledit premier fluide vaporisé ayant une pression de sortie P1,2,
  • des moyens pour donner à la pression d'entrée P1,1 dudit premier fluide une valeur telle que la pression P1,2 soit supérieure à ladite pression minimale PmS et des moyens pour qu'au moins une des deux conditions suivantes soit remplie :
  • la hauteur h des passages d'échange thermique est au moins égale à 2,5 m ; et
  • la température T2,2 dudit deuxième fluide est inférieure à T1,1 + 1,2°C.
    • On a mis en évidence en effet que, si on augmente la pression de sortie du premier fluide, on modifie l'effet de pincement, ce qui autorise soit à augmenter la hauteur h d'échange thermique, soit à diminuer l'écart de température entre les deux fluides.
    Selon un deuxième aspect de l'invention, le procédé de vaporisation d'un premier fluide à l'aide d'un échangeur vaporiseur-condenseur à bain comprend les étapes suivantes :
    • on fait circuler un deuxième fluide (F2) dans des passages verticaux d'échange, ledit deuxième fluide ayant une température de sortie T2,2 ;
    • on fait circuler de bas en haut sur une hauteur h par thermosiphon ledit premier fluide entre lesdits passages d'échange thermique, ledit premier fluide ayant une température d'entrée T1,1 (T, < T2,2), la fraction vaporisée dudit premier fluide ayant une pression de sortie P1,2 ;
    • on donne à ladite pression P1,2 une valeur supérieure à la pression minimale de sortie de la fraction vaporisée du premier fluide nécessaire pour permettre le fonctionnement de l'installation dans laquelle est monté ledit échangeur ; et
    • on choisit la hauteur h des passages d'échange thermique et la température T2,2 dudit deuxième fluide de telle manière qu'au moins une des deux conditions suivantes soit remplie :
      • la hauteur h desdits passages d'échange thermique est au moins égale à 2,5 m ; et
      • la température T2,2 dudit deuxième fluide est inférieure à T1,1 + 1,2°C.
    On comprend que ce procédé permet d'améliorer les caractéristiques de l'échangeur à bain comme cela a été déjà exposé en liaison avec la définition précédente de l'échangeur à bain conforme à l'invention.
    Selon un mode préféré de mise en oeuvre, la pression de sortie du premier fluide P1,2 est de l'ordre de 4 bars absolus ou supérieure.
    Selon une autre caractéristique, de préférence, la hauteur des passages d'échange thermique entre les deux fluides est au moins égale à 3 m.
    De préférence, les passages d'échange thermique entre les deux fluides sont limités par des plaques parallèles, celles-ci pouvant être du type à ailettes brasées.
    Selon une variante de mise en oeuvre, les passages peuvent être constitués par des tubes.
    Selon un premier mode de mise en oeuvre, les moyens formant enceinte comprennent une unique enceinte contenant lesdits passages d'échange thermique et dans laquelle le premier fluide circule par thermosiphon.
    Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, les moyens formant enceinte comprennent une première enceinte définissant un volume inférieur d'entrée du premier fluide et un volume supérieur de sortie du premier fluide et une deuxième enceinte raccordée respectivement aux volumes supérieur et inférieur, cette deuxième enceinte pouvant se réduire à une tuyauterie.
    D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
  • la figure 1, déjà décrite, est une vue simplifiée d'un échangeur à bain connu ;
  • la figure 2, déjà décrire, montre le diagramme d'échange thermique de l'échangeur à bain de la figure 1 ;
  • la figure 3 montre un premier exemple de réalisation d'un échangeur à bain conforme à l'invention utilisé dans la distillation de l'air ;
  • la figure 4 est un diagramme d'échange thermique de fonctionnement de l'échangeur à bain de la figure 3 ;
  • la figure 5 montre une variante de réalisation de l'échangeur à bain selon l'invention ; et
  • la figure 6 montre la courbe de variation du sous-refroidissement en fonction de la pression du liquide, pour une hauteur hydrostatique de 1 mètre.
    • En se référant tout d'abord aux figures 3 et 4, on va décrire un premier mode de réalisation de l'échangeur à bain selon l'invention. Dans la description qui suit, on va plus particulièrement considérer le cas où le fluide froid à vaporiser est de l'oxygène liquide et où le fluide chaud est de l'azote gazeux, ce qui est par exemple le cas lors de la distillation cryogénique des gaz de l'air avec un schéma du type double colonne. Cependant, il va de soi que la présente invention peut être appliquée à l'échange thermique entre deux autres fluides par exemple à la séparation cryogénique de gaz de synthèse tel que le méthane, le monoxyde de carbone, l'hydrogène ...
    En se référant tout d'abord aux figures 3 et 4, on va décrire un premier mode de réalisation de l'échangeur à bain. On a représenté l'enceinte externe 20 contenant le premier fluide F1 qui est dans l'exemple considéré de l'oxygène pur. A la partie supérieure de l'enceinte 20, on trouve l'interface 22 entre le premier fluide F1 sous forme liquide et le fluide F1 sous forme de vapeur récupérée à la partie supérieure de l'enceinte. A l'intérieur de cette enceinte, on trouve un module d'échange thermique 24 qui définit de façon connue en soi des passages 26 pour le deuxième fluide "chaud" F2 qui dans l'exemple considéré est de l'azote pur, ces passages s'étendent entre une boíte d'entrée 28 raccordée à la conduite d'entrée 30 et une boíte de sortie 32 raccordée à la conduite de sortie 34. Ces passages, comme cela est connu, peuvent être constitués par des tubes ou encore par des plaques parallèles définissant le circuit du deuxième fluide. Ces passages peuvent être verticaux comme cela est représenté sur la figure 3, horizontaux ou obliques. Le module d'échange thermique 24 définit également des passages verticaux pour la circulation du premier fluide F1, c'est-à-dire de l'oxygène.
    Comme on l'a déjà indiqué, dans ce type d'échangeur à bain, le fluide à vaporiser F1 circule par thermosiphon dans les passages d'échange thermique verticaux. Le fluide F1 présente à son entrée, c'est-à-dire à l'extrémité inférieure 24a du module d'échange, une température T1,1 et une pression P1,1, et une température T1,2 et une pression P1,2 à l'extrémité supérieure 24b du module d'échange. On appelle h la hauteur totale du module d'échange, c'est-à-dire la longueur de circulation du premier fluide entre l'extrémité d'entrée 24a et l'extrémité de sortie 24b.
    Le deuxième fluide, qui est de l'azote gazeux dans l'exemple considéré, entre à la température T2,1 par la conduite 30 et sort du module d'échange sous forme liquide à la température T2,2.
    Sur la figure 4, on a représenté l'échange thermique entre le fluide F1 (oxygène pur) et le fluide F2 (azote pur). La courbe A, sensiblement verticale du fait que le fluide F2 est de l'azote pur, montre l'évolution de ce fluide entre son entrée et sa sortie du module d'échange. La courbe B montre l'évolution du premier fluide (oxygène pur). Elle comporte une première partie B1 correspondant au "désousrefroidissement" de l'oxygène et une partie B2 de vaporisation partielle de l'oxygène à partir de la température de bulle Tb de l'oxygène.
    Comme on l'a déjà expliqué, en augmentant la pression de sortie P1,2 du premier fluide, on peut diminuer "l'effet de pincement" ce qui permet d'augmenter la hauteur h d'échange et/ou de diminuer l'écart de température T2,2-T1,1.
    Dans le cas de la distillation cryogénique des gaz de l'air avec un schéma du type double colonne, la pression P1,2 de sortie du premier fluide (oxygène) dépend de la pression en sortie de l'installation complète contenant l'échangeur à bain en prenant en compte la perte de charge due à l'appareillage entre la sortie de l'échangeur et la sortie de l'installation complète. Si la sortie de l'installation est à la pression atmosphérique, la pression à la sortie de l'échangeur à bain est de l'ordre de 1,3 bars absolus.
    Il va de soi que pour augmenter la pression de sortie P1,2 du premier fluide, il est nécessaire d'augmenter la pression du fluide chaud F2 et par voie de conséquence la pression du gaz à l'entrée de l'installation (par exemple de l'air).
    Si l'on admet une pression P1,2 de 4 bars absolus, on peut construire un échangeur à bain dont la hauteur h du module d'échange est égale à 3 ou 4 mètres, en conservant un écart de température de l'ordre de 1,2°C.
    Avec la même pression de sortie de 4 bars absolus et en maintenant une hauteur h de 2 mètres, on peut ramener l'écart de température à 0,4 ou 0,5°C.
    Sur la figure 5, on a représenté une variante de réalisation de l'échangeur à bain.
    L'échangeur comprend une enceinte principale 40 dans laquelle est monté le module d'échange 42. L'enceinte 40 définit également une chambre inférieure d'entrée 44 du premier fluide et une chambre supérieure 46 de sortie du premier fluide avec un prélèvement 48 du premier fluide vaporisé. L'échangeur comprend également une enceinte 50 de recirculation du premier fluide à l'état essentiellement liquide qui est raccordée aux chambres supérieure et inférieure par des conduites 52 et 54. Cette enceinte pourrait se réduire à une simple tuyauterie.
    Sur la figure 6, on a représenté les variations ΔTb du sous-refroidissement induit par une hauteur hydrostatique de 1 m en fonction de la pression P pour l'oxygène pur (courbe I) et pour le méthane pur (courbe II). On voit que plus la pression (P) est élevée, plus l'effet de sous-refroidissement est faible. Ces courbes permettent de mieux comprendre l'effet favorable de l'augmentation de la pression du premier fluide sur "l'effet de pincement". En effet, plus la pression de sortie P1,2 est élevée, plus on pourra augmenter la hauteur h d'échange, c'est-à-dire la pression hydrostatique (P1,2-P1,1) tout en conservant la même variation du sous-refroidissement ΔTb.

    Claims (12)

    1. Echangeur vaporiseur-condenseur du type à bain entre un premier fluide (F1) à vaporiser et un deuxième fluide (F2) à condenser, ledit échangeur présentant une pression minimale de sortie PmS dudit premier fluide pour permettre le fonctionnement de l'installation dans laquelle ledit échangeur est monté, ledit échangeur comprenant :
      des moyens (24) pour définir une pluralité de passages (26) d'échange thermique entre les deux fluides pour faire circuler ledit deuxième fluide, ledit deuxième fluide ayant une température T2,2 à la sortie desdits passages ;
      des moyens formant enceinte (20) contenant les moyens formant passage (24) pour faire circuler par thermosiphon ledit premier fluide entre lesdits passages du bas vers le haut sur une hauteur h, ledit premier fluide ayant une température d'entrée T1,1 avec T1,1 < T2,2, ledit premier fluide vaporisé ayant une pression de sortie P1,2 ;
      des moyens pour donner à la pression d'entrée P1,1 dudit premier fluide une valeur telle que la pression P1,2 soit supérieure à ladite pression minimale PmS et des moyens pour qu'au moins une des deux conditions suivantes soit remplie :
      la hauteur h des passages d'échange thermique est au moins égale à 2,5 m ; et
      la température T2,2 dudit deuxième fluide est inférieure à T1,1 + 1,2°C.
    2. Echangeur vaporiseur-condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression minimale PmS étant de l'ordre de 1,3 bars absolus, la pression de sortie P1,2 dudit premier fluide à vaporiser est de l'ordre de 4 bars absolus ou supérieure.
    3. Echangeur vaporiseur-condenseur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la hauteur desdits passages, d'échange (26) est au moins égale à 3 mètres.
    4. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite température T2,2 du second fluide est comprise entre T1,1 + 1,2°C et T1,1 + 0,4°C.
    5. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits passages d'échange thermique (26) sont limités par des plaques parallèles.
    6. Echangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites plaques parallèles sont du type à ailettes brasées.
    7. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits passages d'échange thermique (26) sont des tubes.
    8. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens formant enceinte comprennent une unique enceinte (20) contenant lesdits passages d'échange thermique (26) et dans laquelle ledit premier fluide circule par thermosiphon.
    9. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens formant enceinte comprennent une première enceinte (40) définissant un volume inférieur d'entrée (44) du premier fluide et un volume supérieur de sortie (46) du premier fluide et une deuxième enceinte (50) raccordée respectivement auxdits volumes supérieur et inférieur.
    10. Procédé de vaporisation d'un premier fluide (F1) à l'aide d'un échangeur vaporiseur-condenseur à bain comprenant les étapes suivantes :
      on fait circuler un deuxième fluide (F2) dans des passages verticaux d'échange, ledit deuxième fluide ayant une température de sortie T2,2 ;
      on fait circuler de bas en haut sur une hauteur h par thermosiphon ledit premier fluide entre lesdits passages d'échange thermique, ledit premier fluide ayant une température d'entrée T1,1 (T1,1 < T2,2), la fraction vaporisée dudit premier fluide ayant une pression de sortie P1,2 ;
      on donne à ladite pression P1,2 une valeur supérieure à la pression minimale de sortie de la fraction vaporisée du premier fluide nécessaire pour permettre le fonctionnement de l'installation dans laquelle est monté ledit échangeur ; et
      on choisit la hauteur h des passages d'échange thermique et la température T2,2 dudit deuxième fluide de telle manière qu'au moins une des deux conditions suivantes soit remplie :
      la hauteur h desdits passages d'échange thermique est au moins égale à 2,5 m ; et
      la température T2,2 dudit deuxième fluide est inférieure à T1,1 + 1,2°C.
    11. Application de l'échangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la séparation cryogénique des gaz de l'air.
    12. Application de l'échangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la séparation cryogénique de gaz de synthèse.
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