FR2492067A1 - Exothermic gas-liq. heat exchanger - has vertical cylindrical cooling coil between inner and outer sheets and cross-flow gas baffles - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne l'absorption d'un gaz dans un liquide dans le cas où la chaleur dégagée est notable, comme cela se produit en particulier dans les unités de réfrigération à absorption. I1 est alors nécessaire d'évacuer cette chaleur au fur et à mesure de l'absorption du gaz, sinon, la température du solvant augmentant, la solubilité à pression constante se trouve réduite.The invention relates to the absorption of a gas in a liquid in the case where the heat given off is appreciable, as occurs in particular in absorption refrigeration units. It is then necessary to remove this heat as the gas is absorbed, otherwise, the temperature of the solvent increasing, the solubility at constant pressure is reduced.
Le contact intime du gaz et du liquide doivent être assurés et, simultanément, ce dernier doit être refroidi.The intimate contact of the gas and the liquid must be ensured and, at the same time, the latter must be cooled.
La réalisation usuelle des absorbeurs, c'est à dire à faisceaux horizontaux de tubes droits, présente plusieurs défauts: -Géométrie mal adaptée à l'échange thermique donnant un pincement de température élevé -Parcours réduit du liquide sur la surface d'échange n'autorisant pas un coefficient d'échange élevé.The usual production of absorbers, that is to say horizontal bundles of straight tubes, has several faults: -Geometry poorly suited to heat exchange giving a high temperature pinch -Reduced path of the liquid on the exchange surface n ' not allowing a high exchange coefficient.
-Mauvais profil de vitesse du courant gazeux car, du fait de 1' absorption, le débit varie considérablement le long du par cours qui étant aussi celui du liquide doit conserver une section constante. -Bad velocity profile of the gas stream because, due to absorption, the flow rate varies considerably along the course which, also being that of the liquid, must keep a constant section.
Ces défauts expliquent pourquoi dans les absorbeurs industriels
Ammoniac/ Eau, par exemple, la concentration n' augmente pes de plus de IO environ dans une seule enceinte.These faults explain why in industrial absorbers
Ammonia / Water, for example, the concentration does not increase by more than about 10 in a single enclosure.
La présente invention propose en conséquence d'assurer simultanément les deux fonctions suivantes: - Refroidissement du liquide absorbant s'écoulant en film mince dans le champ de gravité le long de parois de l'autre côté desquelles circule à contre courant un fluide de refroidissement, de l'eau par exemple.The present invention therefore proposes simultaneously to provide the following two functions: - Cooling of the absorbent liquid flowing in thin film in the gravity field along walls on the other side of which a cooling fluid circulates against the current, water for example.
- Contact du gaz et du solvant prolongé tout au long du parcours du liquide, ceci pouvant être obtenu à condition que les parcours du gaz et du liquide soient dissociés.- Contact of the gas and the solvent extended throughout the path of the liquid, this can be obtained provided that the paths of the gas and the liquid are dissociated.
Pour celà on introduit dans la partie supérieure d'une enceinte dont la plus grande dimension est verticale,la solution pauvre et on l'amène à ruisseler en film mince sur une surface refroidie placée dans l'enceinte; le gaz est canalisé de fagon à pénétrer latéralement dans les conduits où s'écoule
le liquide, de fagon que sa vitesse de circulation soit
sensiblement identique du haut en bas de l'apsareil. For this, the lean solution is introduced into the upper part of an enclosure, the largest dimension of which is vertical, and it is caused to run in a thin film on a cooled surface placed in the enclosure; the gas is channeled so as to penetrate laterally into the conduits through which flows
the liquid, so that its circulation speed is
substantially identical from top to bottom of the device.
Dans une disposition préférée (fig. I), l'enceinte est un
cylindre vertical dans lequel se trouve un faisceau tubulaire
bobiné en hélices à axe vertical. A l'intérieur des tubes
circule de bas en haut le fluide de refroidissement. Les
hélices concentriques sont imbriquées de façon à présenter à
l'écoulement du solvant des séries d'obstacles disposés en
quinconces.L'espacement vertical de deux rangées consécutiot
ves constitue une série de conduits horizontaux dans lesquels
le gaz circule en courant croisé par rapport au liquide.Le
gaz peut être introduit dans ces conduits soit suivant une
direction centrifuge à partir du puits central requis par le
rayon minimum de cintrage, soit dans une direction centripète
en ménageant un espace annulaire entre l'hélice extérieure et
la virole, cette solution assurant au mieux une vitesse de
progression constante puisque la sectioh de passage se réduit
de la périphérie au centre.In a preferred arrangement (fig. I), the enclosure is a
vertical cylinder in which there is a tube bundle
wound in vertical axis helices. Inside the tubes
the coolant flows from bottom to top. The
concentric propellers are nested so as to present
the flow of the solvent from the series of obstacles arranged in
The vertical spacing of two consecutive rows
ves constitutes a series of horizontal conduits in which
the gas circulates in cross current with respect to the liquid.
gas can be introduced into these conduits either following a
centrifugal direction from the central well required by the
minimum bending radius, in a centripetal direction
by providing an annular space between the outer propeller and
the ferrule, this solution ensuring at best a speed of
constant progression since the sectioh of passage is reduced
from the periphery to the center.
Le confinement de l'écoulement du liquide sur les nappes
peut par exemple être assuré par une plaque cylindrique à
perforations laissant passer le gaz et renvoyant le liquide sur les tubes.The confinement of the flow of liquid on the sheets
can for example be ensured by a cylindrical plate with
perforations allowing the gas to pass and returning the liquid to the tubes.
Il est à noter que pour la clarté du dessin les collecteurs
d'entrée et de sortie d'eau n'ont pas été représentés; en
outre pour éviter le chevauchement des spires celles-ci ont
été dessinées écartées sans respect d'échelle, l'imbrication
réelle est celle représentée schématiquement en Fig. 2.It should be noted that for the clarity of the drawing the collectors
water inlet and outlet have not been shown; in
addition to avoid overlapping the turns they have
been drawn apart without respect for scale, nesting
real is that shown schematically in FIG. 2.
Une variante de cette disposition est constituée par l'em
pilage jointif de nappes verticales constitudes chacune par
le pliage en accordéon d'un tube de fagon que les branches
des épingles soient horizontales.Deux nappes consécutives
sont décalées verticalement d'un demi-pas de sorte que les
branches horizontales des épingles sont en quinconces et
l'appui n'est réalisé qu'aux extrêmités.Le solvant ruissele verticalement et le gaz pénètre horizontalement comme dans
la disposition précédente. (Fig. 3)
Lorsque l'on cherche à réaliser des unités d'absorption de
capacité réduite, la réalisation de surfaces d'échange tubulaires devient trop coûteuse car le façonnage reste important et, d'autre part, le volume occupé par l'échangeur devient relativement plus important ; il est alors intéressant de réaliser le dispositif avec un échangeur à paques. A variant of this provision is constituted by the em
contiguous pounding of vertical layers each by
folding an accordion tube so that the branches
pins are horizontal. Two consecutive layers
are shifted vertically by half a step so that the
horizontal branches of the pins are staggered and
the support is only carried out at the ends. The solvent flows vertically and the gas penetrates horizontally as in
the previous provision. (Fig. 3)
When trying to achieve absorption units of
reduced capacity, the production of tubular exchange surfaces becomes too expensive because the shaping remains significant and, on the other hand, the volume occupied by the exchanger becomes relatively greater; it is therefore advantageous to produce the device with an Easter heat exchanger.
Dans une disposition préférée le fluide de refroidissement circule dans un conduit constitué par une paire de plaques verticales légèrement espacées et dont les bords sont rap=ro- chés pour assurer la ferreture. Une série de paires de nla- ques ainsi constituées sera disposée en ménageant entre elles des intervales dans lesquels circulent, verticalement le solvant et, horizontalement le gaz.In a preferred arrangement, the cooling fluid circulates in a duct constituted by a pair of slightly spaced vertical plates, the edges of which are rap = roche to ensure the closing. A series of pairs of plates thus formed will be arranged, providing intervals between them in which the solvent and the gas flow vertically.
La figure 4- montre un exemple de réalisation: les plaques comportent du côté absorption des excroissances rapportées ou de préférence matricées, disposées en quinconces avec, de préférence,un un pas d'espacement vertical plus grand nue le pas horizontal. L'empilage jointif de plusieurs paires de plaques appuyées sur leurs excroissances jointives constitue des séries d'obstacles sur le parcours du liquide, ruisselant verticalement, et,d'autre part des conduits horizontaux pour le cheminement du gaz.Figure 4- shows an example of an embodiment: the plates comprise, on the absorption side, added or preferably stamped outgrowths, arranged in staggered rows with, preferably, a greater vertical spacing step bare the horizontal step. The contiguous stacking of several pairs of plates supported on their contiguous protrusions constitutes series of obstacles on the path of the liquid, flowing vertically, and, on the other hand, horizontal conduits for the path of the gas.
Pour tenir compte des pressions assez élevées rencontées par exemple avec l'ammoniac, et des variations entre arrêt et marche, il îaut que la géométrie des plaques contribue à a résistance dans les deux directions; ceci est obtenu ne part par les excroissances et, d'autre part ss l'aide d'entre toisessur le côté opposé aux excroissances qui peuvent être soit rapportées, soit de préférence obtenues par tin nervurage croisé de deux plaques opposées.To take account of the fairly high pressures encountered, for example with ammonia, and of the variations between off and on, the geometry of the plates must contribute to resistance in both directions; this is obtained on the one hand by the protuberances and, on the other hand with the aid of spacings on the side opposite to the protuberances which can be either attached, or preferably obtained by a crossed ribbing of two opposite plates.
La mise en communication des conduits de refroidissement entre eux peut être réalisée par des dispositifs connus démontables ou non.The communication of the cooling conduits with one another can be carried out by known devices which may or may not be removable.
La disposition de la Fig. 5- ,perret l'emploi de plaques planes avec gouttières rapportées, par exemple nar soudage; une partie au moins du bord de celles-ci est replié pour ménager un espace entr@elles et la plaque opposée laissant le passage au ruissellement du liquide. Les cal d'espace- ment délimitant les conduits de refroidissement peuvent être en matière non conductrice résiliente. L'empila@e peut être maintenu par des tirants. The arrangement of FIG. 5-, perret the use of flat plates with attached gutters, for example nar welding; at least part of the edge of these is folded to provide a space between them and the opposite plate allowing passage to the runoff of the liquid. The spacers delimiting the cooling conduits may be made of resilient non-conductive material. The stack @ e can be maintained by tie rods.
ta disposition représente en Fig. 6- permet une réalisation simplifiée valable pour les netites capacités.your arrangement represents in Fig. 6- allows a simplified realization valid for net capacities.
L'échangeur qui est aussi l'enceinte, est constitué d'un tube vertical N double paroi dans l'intervalle de laquelle circule le fluide de refroidissement.The exchanger, which is also the enclosure, consists of a vertical double-walled tube N in the interval between which the coolant circulates.
Le solvant est introduit avec une composante de rotation si oien qu'il parcourt une trajectoire en hélice. I,e gaz est Introduit de même, mais avec un pas inverse.The solvent is introduced with a rotation component so that it travels in a helical path. I, e gas is introduced in the same way, but with a reverse step.
Il est possible de maintenir la vitesse du gaz en prenant un tube légèrement conique dont le section va en décroissant vers le bas. It is possible to maintain the speed of the gas by taking a slightly conical tube whose section decreases downwards.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8021674A FR2492067A1 (en) | 1980-10-10 | 1980-10-10 | Exothermic gas-liq. heat exchanger - has vertical cylindrical cooling coil between inner and outer sheets and cross-flow gas baffles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8021674A FR2492067A1 (en) | 1980-10-10 | 1980-10-10 | Exothermic gas-liq. heat exchanger - has vertical cylindrical cooling coil between inner and outer sheets and cross-flow gas baffles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2492067A1 true FR2492067A1 (en) | 1982-04-16 |
FR2492067B1 FR2492067B1 (en) | 1984-09-21 |
Family
ID=9246740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8021674A Granted FR2492067A1 (en) | 1980-10-10 | 1980-10-10 | Exothermic gas-liq. heat exchanger - has vertical cylindrical cooling coil between inner and outer sheets and cross-flow gas baffles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2492067A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990010835A1 (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-20 | Hans Stierlin | Absorber for a diffusion absorption plant |
WO1998012487A1 (en) * | 1996-09-17 | 1998-03-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Heat transferring method and heat exchanger |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1893484A (en) * | 1932-07-26 | 1933-01-10 | Joseph S Belt | Heat exchanger |
-
1980
- 1980-10-10 FR FR8021674A patent/FR2492067A1/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1893484A (en) * | 1932-07-26 | 1933-01-10 | Joseph S Belt | Heat exchanger |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO1990010835A1 (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-20 | Hans Stierlin | Absorber for a diffusion absorption plant |
WO1998012487A1 (en) * | 1996-09-17 | 1998-03-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Heat transferring method and heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2492067B1 (en) | 1984-09-21 |
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