FR2495292A1 - Perfectionnement aux absorbeurs utilises dans les pompes a chaleur et machines frigorifiques a absorption - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un perfectionnement apporté aux absorbeurs utilisés dans les pompes à chaleur et machines frigorifiques à absorption. Ce perfectionnement consiste à effectuer la désorption à une pression au plus égale à la pression de la zone d'absorption, l'évaporation étant effectuée à une pression voisine de celle de la zone d'absorption. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

L'invention concerne un perfectionnement des pompes à chaleur et machines frigorifiques à absorption. On sait que dans leur principe de base, de telles installations fonctionnent en fournissant de la chaleur à un fluide ex térieur A en prélevant de la chaleur sur un fluide extérieur B et en échangeant de la chaleur avec un fluide extérieur C. On peut distinguer deux cas. Dans le premier cas (appelé par la suite cas 13, le niveau thermique du fluide B est supérieur au niveau thermique du fluide A et le système prélève de la chaleur sur le fluide C qui est à un niveau thermique inférieur aux niveaux thermiques des fluides A et B. Lorsque le fluide C se trcuve à un niveau thermique supérieur à la température ambiante, on qualifie habituellement le dispositif fonctionnant selon un tel cycle de pompe à chaleur à absorption.Dans ce cas on fournit au fluide A une quantité de chaleur Q2 supérieure à la quantité de chaleur Q1 cédée par le fluide B en prélevant une quantité de chaleur Q2-Q1 sur le fluide C. Le fluide C peut se trouver à uE niveau thermique inférieur à la température ambiant et dans ce cas le dispositif fonctionne en machine frigorifique.Dans le deuxième cas [appelé par la suite cas 2), le niveau thermique du fluide B est inférieur au niveau thermique du fluide A et le système cède de la chaleur au fluide C qui est à un niveau thermique inférieur aux niveaux thermiques des fluides A et B : c'est le cas du thermotransformateur faisant l'objet du brevet français 2,321,098 (E.N 7525598). Dans ce cas on fournit au fluide A une quantité de chaleur Q2 inférieur à la quantité de chaleur Q1 cédée par le fluide B en fournissant une quantité de chaleur Q2-Q1 au fluide C.
Dans la suite on désignera par pompe à chaleur à absorption tout dispositif ne prélevant de la chaleur qu'au-dessus de la température ambiante et répondant à la définition générale précédente que ce soit dans le cas 1 ou dans le cas 2.
Dans la description générale précédente et dans la suite du texte, par "température" ou "niveaux thermiques", on désigne dans le cas général des intervalles de température plus ou moins larges pouvant se ramener à une température pratiquement constante dans ie cas d'un changement d'état du fluide extérieur avec lequel s'effectue l'échange thermique, un premier "niveau thermique" étant considéré comme supérieur à un second "niveau thermique" si l'intervalle de température qu'il désigne est situé au moins en partie au-dessus de l'intervalle de température du second "niveau thermique".
Dans les deux cas le cycle comprend au moins une étape d'absorption au cours de laquelle une phase gazeuse d'un fluide de travail qui joue le rôle de soluté est mise en contact avec une phase liquide utilisée comme solvant et une étape de désorption redonnant une phase liquide appauvrie en soluté et une phase gazeuse riche en soluté.
L'étape d'absorption est réalisée habituellement en une étape de contac en faisant arriver la phase solvant liquide (L) et la phase soluté gazeuse (V) dans une enceinte en obtenant une solution (S) et en évacuant la chaleur d'absorption par échange à contact indirect directement dans l'absorbeur, selon la disposition représentée sur la figure la.
il est également connu de réaliser l'étape d'absorption par un contact à contre courant entre la phase liquide et la phase vapeur. Cette disposition est décrite en particulier dans le brevet 2321098. Dans ce cas il est possible d'opérer selon la disposition représentée sur la figure lb Le contact à contre courant est effectué dans une colonne adiabatique et la fourniture de chaleur est assurée par condensation de la vapeur obtenue en tète. Cans la colonne de contact la chaleur d'absorption provoque la vaporisation d'une fraction de la phase solvant qui est moins volatile et en tête de la colonne on recueille une fraction vapeur enrichie en solvant qui est condensée en fournissant la quantité de chaleur dans l'échangeur (W) au fluide A.
Si la phase solvant entre pure dans la colonne, il est ainsi possible de recueillir en tête de la colonne une fraction vapeur pauvre en soluté et riche en solvant et ainsi d'obtenir en tête de colonne une température plus élevée qu'en fond et plus élevée que celle que l'on obtiendrait en un seul étage de contact.
Toutefois cette disposition présente aussi des inconvénients. En effet l'intervalle de condensation de la vapeur de tête dépend de la proportion de soluté qu'elle contient et par conséquent, pour éviter que la température de fin de condensation ne soit très inférieure à la température de début de condensation, il est nécessaire de n'admettre que peu de soluté dans ladite vapeur de tête et par conséquent d'épurer de manière poussée la phase solvant au cours de l'étape de désorption.
Ce problème apparaît clairement en considérant une absorption d'ammoniac en phase aqueuse et en se plaçant dans le cas où la vapeur sort pratiquement en équilibre avec la phase solvant (L) qui entre dans la colonne, ce qui est réalisé lorsque le débit de vapeur est faible en comparaison du débit liquide.Si pour une pression de 10,2 atm on fait varier la composition de la phase solvant (L), on observe les résultats suivants
Figure img00020001
<tb> <SEP> Fraction <SEP> Fraction <SEP> Chaleur <SEP> de <SEP> <SEP> Température <SEP> Température <SEP> Intervalle
<tb> <SEP> molaire <SEP> molaire <SEP> de <SEP> début <SEP> de <SEP> de <SEP> fin <SEP> de <SEP> de
<tb> <SEP> NH3 <SEP> en <SEP> <SEP> NH3 <SEP> en <SEP> condensation <SEP> condensation <SEP> condensation <SEP> condensation
<tb> <SEP> cal/mole <SEP>
<tb> phase <SEP> solvant <SEP> phase <SEP> vapeur <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP>
<tb> <SEP> @
<tb> <SEP> 0,01 <SEP> 0,065 <SEP> 8735 <SEP> 178 <SEP> 162 <SEP> 16
<tb> <SEP> 0,04 <SEP> 0,242 <SEP> 8933 <SEP> 169 <SEP> 118 <SEP> 51
<tb> <SEP> 0,10 <SEP> 0,512 <SEP> 8740 <SEP> 153 <SEP> 64 <SEP> 89
<tb>
On constate que l'intervalle de condensation augmente très rapidement.
Pour l'éviter il est nécessaire d'épurer de manière poussée la phase solvant au cours de l'étape de désorption et d'autre part de limiter le débit de fraction vapeur entrant dans la colonne. Ces contraintes limitent le rendement.
il a été découvert, et c'est là l'objet de la présente invention, qu'il est possible d'opérer selon une disposition qui permet de conserver l'avantage d'une température de début de condensation élevée tout en réduisant l'intervalle de condensation et en permettant ainsi d'obtenir, pour des conditions de température imposées, un rendement plus élevé. Cette amélioration de rendement concerna soit le rapport de la quantité de chaleur prélevée sur le fluide C sur la quantit de chaleur prélevée sur le fluide B (cas 1t, soit le rapport de la quantité de chaleur fournie au fluide A sur la quantité de chaleur prélevée sur le fluide B (cas 2).
Le perfectionnement selon l'invention à l'étape d'absorption des pompes à chaleur et machines frigorifiques à absorption, illustré par la figure îc, comprend l'envoi d'une partie (L1) de la phase solvant (L) à la zone d'absorption, l'autre partie (L2) étant jointe à la phase vapeur déchargée de la zone d'absorption, appauvrie en soluté et renfermant une proportion notable de vapeur de solvant, avant passage ou au cours du passage de cette phase vapeur dans l'échangeur (W) où elle cède de la chaleur (principalement de la chaleur de condensation) au fluide extérieur A. On obtient ainsi une solution appauvrie tS1) et une solution tS2) obtenue par condensation de la vapeur.De préférence, le contact entre les phases dans la zone d'absorption est réalisé à contre courant, en raison des avantages indiqués plus haut.
Si l'on se place dans les conditions considérées précédemment pour un mélange eau-ammoniac, une pression de 10,2 atm, une phase solvant contenant 10 d'ammoniac en fraction molaire et une phase vapeur contenant 51,2- % d'ammoniac en fraction molaire, en faisant varier le rapport molaire L2/V5, Vs désignant le débit molaire de vapeur en sortie et L2 le débit molaire de phase solvant mélangée à la vapeur, la teneur en ammoniac du mélange et la température en fin de condensation évoluent dans les conditions suivantes ::
Figure img00030001
<tb> <SEP> L2/VS <SEP> 0 <SEP> 0,5 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> ammoniac <SEP> % <SEP> molaire <SEP> ... <SEP> 51,2 <SEP> 37,4 <SEP> 30,6 <SEP> 23,7
<tb> Température <SEP> de <SEP> fin <SEP> de <SEP> condensation <SEP> OC.. <SEP> 64 <SEP> 90 <SEP> 100 <SEP> 119
<tb>
Par contre, afin de pouvoir admettre un débit élevé d'ammoniac dans la zone d'absorption et ainsi de pouvoir produire la quantité de chaleur la plus élevée possible, il est important de ne pas dépasser la valeur du rapport L2/V5 requise pour obtenir une température de fin de condensation donnée.
La modification de l'étape d'absorption et d'échange de chaleur décrite ci-dessus ne modifie pas les autres étapes du procédé, telles que décrites dans l'art antérieur, notamment les étapes de désorption et d'échange de chaleur avec les fluides B et C. En particulier les deux solutions tS1) et tS23 peuvent être envoyées dans une zone de désorption dans laquelle la phase solvant CL) et la phase vapeur (V) sont régénérées selon les techniques connues, en échangeant de la chaleur avec les fluides B et C.
L'étape d'absorption modifiée décrite précédemment peut s'insérer dans tout schéma de pompe à chaleur et machine frigorifique à absorption.
Les étapes essentielles du procédé sont donc de préférence les suivantes : (a) on réalise, dans une zone d'absorption, un contact à contre courant entre une phase gazeuse constituant le soluté et une première fraction liquide tL13 de la phase solvant en obtenant une solution S1 enrichie en soluté et une phase gazeuse appauvrie en soluté, (b) on prélève en au moins un point de ladite zone de contact la phase gazeuse ayant contacté la première fraction liquide, (c) on mélange ladite phase gazeuse avec une deuxième fraction liquide (L2) de la phase solvant, Cd) on refroidit le mélange résultant de l'étape (c) par échange de chaleur avec un.fluide extérieur A de manière à condenser au moins partiellement ledit mélange en fournissant de la chaleur au fluide A et en obtenant une solution S2, (e) on sépare une phase solvant liquide et une phase soluté gazeuse par désorption à partir des solutions S1 et S2 obtenues au cours des etapes (a) et (d) en prélevant de la chaleur sur un fluide extérieur B et en échangeant de la chaleur avec un-fluide extérieur C et (f) on recycle la phase solvant liquide et la phase soluté gazeuse à l'étape tua).
L'étape (e) peut être réalisée selon les différentes techniques connues.
On indique ci-après deux modes particuliers de la désorption s'appliquant aux deux cas mentionnés plus haut.
Dans le cas 1, la solution obtenue à la sortie de la zone d'absorption est désorbée dans une zone de désorption à une pression au moins égale à la pression de la zone d'absorption avec apport de chaleur fournie par le fluide extérieur B dans un intervalle de température situé au-dessus de l'intervalle de température, dans lequel la chaleur est produite dans la zone d'absorption en obtenant une solution appauvrie qui est recyclée à la zone d'absorption ainsi qu'une fraction vapeur qui est condensée au moins partiellement en fournissant de la chaleur au fluide extérieur A, revaporisée au moins partiellement à une pression voisine de la pression de la zone d'absorption en récupérant de la chaleur sur le fluide extérieur C et recyclée à la zone d'absorption.
Dans le cas 2, la solution obtenue à la sortie de la zone d'absorption est désorbée dans une zone de désorption à une pression au plus égale à la pression de la zone d'absorption en prélevant de la chaleur sur le fluide extérieur
B dans un intervalle de température situé au-dessous de l'intervalle de température, dans lequel la chaleur est produite dans la zone d'absorption et en obtenant une solution appauvrie qui est recyclée à la zone d'absorption ainsi qu'une fraction vapeur qui est condensée au moins partiellement en cédant de la chaleur.
au fluide extérieur de refroidissement C, revaporisée au moins partiellement à une pression voisine de la pression de la zone d'absorption en récupérant de la chaleur sur le fluide extérieur B et recyclée à la zone d'absorption.
il est bien évident que chacun des échanges de chaleur précédemment définis peut être effectué en une ou plusieurs étapes, les fluides A, B et C désignant pour chacun d'eux, soit un fluide unique, soit différents fluides échangeant de la chaleur dans un intervalle de température.
La solution obtenue au cours de l'étape Cd) peut être soit envoyée directement à la zone de désorption, soit renvoyée en un point de la zone d'absorption afin de réaliser une absorption complémentaire d'ammoniac.
L'invention s'applique tout particulièrement au cas où le soluté est de l'ammoniac et le solvant de l'eau. Toutefois d'autres solutés et d'autres solvants peuvent être utilisés purs ou en mélange.
Le solvant peut également être un solvant organique, tel que la diméthy) formamide, le diméthylsulfoxyde, la NFméthylpyrrolidone, le tributylphcsphate, l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, l'alcool benzylique ou l'aniline ou encore un hydrocarbure choisi par exemple parmi les hydrocarbures paraffiniques.
Le soluté (dont la température d'ébullition ou de sublimation est inférieure à celle du solvant) peut être, outre l'ammoniac, un hydrocarbure tel que propane, butane, pentane ou un hydrocarbure chloré et/ou fluoré tel que le difluorochlorométhane, le fluorodichlorométhane ou le difluorodichlorométhane, à condition d'être soluble dans le solvant, la dissolution se faisant avec dégagement de chaleur.
De manière générale tout couple soluté-solvant peut convenir à conditior que les produits soient stables chimiquement dans les conditions de température et de pression auxquelles on opère, que le soluté et le solvant puissent être vaporisés purs ou en mélange dans les conditions de température et de pression auxquelles on opères la volatilité du soluté étant toutefois supérieure à celle du solvant,, et que le soluté se dissolve dans le solvant avec dégagement de chaleur.
La pression de la zone d'absorption sera de préférence comprise entre 1 et 50 bars. La chaleur sera habituellement produite dans la zone d'absorption dans un intervalle de température compris entre 20 et *150 OC.
La fraction de phase solvant tLz) représente avantageusement 5 à 90 % de la phase solvant totale CL) et de préférence 15 à 60 % de la phase solvant tL), le complément constituant la phase CL1).
Dans ces différents cas, les étapes d'absorption et de désorption sont menées de préférence dans des colonnes du type de celles qui sont le plus fréquemment utilisées en génie chimique pour mener ce genre d'opération mais d'autres dispositifs,en particulier des dispositifs comportant une agitation mécanique, peuvent être utilisés.
Le mélange effectué entre la phase gazeuse prélevée à la sortie de la zone d'absorption et une fraction liquide prélevée sur la phase solvant peut être réalisé soit par simple mélange en ligne, soit par passage à travers un mélangeur statique soit dans un ballon agité mécaniquement, soit encore dans une zone de contact du type à plateaux ou à garnissage. Le mélange des fractions liquide et vapeur et la fourniture de chaleur par condensation au moins partielle du mélange liquide-vapeur obtenu peuvent être opérés soit successivement, la zone de mélange étant distincte de l'échangeur dans lequel la chaleur est fournie à l'extérieur, soit simultanément par exemple en réalisant ce mélange dans un ballon pourvu d'un échangeur de refroidissement.
Des modes de réalisation de l'invention sont illustrés par les figureslC, 2 et 3. Les exemples 1 et 2 illustrent l'invention. Par mesure de simplification, les figures 2 et 3 sont décrites en relation avec les exemples 1 et 2 mais leur portée demeure générale et ne doit pas être interprétée comme limitée aux valeurs- précisées dans lesdits exemples.
EXEMPLE 1
L'exemple est illustré par la figure 2. il s'agit d'un dispositif fonctionnant selon le principe décrit dans le brevet 7525598 et modifié selon la technique de la présente invention. La désorption est réalisée dans la colonne à plateaux C2 qui comporte 43 plateaux. Par le conduit 12 entre un débit de 11360 Kmoles/h d'une solution d'ammoniac dans l'eau contenant 24,5 % d'ammoniac en fraction molaire. Cette solution est désorbée en présence d'un courant-de pentane normal vapeur. Le débit de vapeur entrant par le conduit 22 est de 1913
Kmoles et sa composition est la suivante en fractions molaires
NH3 : 36,2 %
H20 : 14,8 %
nC5 : 49,0 %
La pression en tête de la colonne est de 7,8 atm.
En fond de colonne on prélève au moyen de la pompe P3, par la ligne 21, un débit de 10544 Kmoles/h de solution que l'on vaporise en présence d'hydro 6 carbure dans l'échangeur E104 en récupérant 16,1 x 10 Kcal/h sur un fluide ex- térieur qui entre dans ltéchangeur.E104 à 100 OC et ressort de l'échangeur E104 à 95 OC. (Il s'agit du fluide B de la définition générelet.
Avant d'entrer dans la colonne C2, la solution ammoniacale est refroidie dans l'échangeur E106 de 97 OC à 81 OC. La chaleur correspondante est transmise à un courant de recirculation qui est prélevé au moyen de la pompe P1 au-dessous du 7ème plateau à partir de la tête et sert ainsi au chauffage de la colonne C2.
En tête de la colonne C2 on prélève, par le conduit 13, un débit de 2730
Kmoles/h de vapeur dont la composition est la suivante en fractions molaires NH3: 59,7 %
H20 : 6,0 %
nC5: 34,3
Cette vapeur sort à une température de 71 OC. Elle est envoyée à l'échangeur E105 dans lequel elle est refroidie par échange de chaleur avec un débit de 937 Kmoles de pentane liquide (ligne 20) prélevé au moyen de la pompe P4 dans le ballon 62. A la sortie de l'échangeur E105 (ligne 14) la température est de 59 OC. Le courant liquide vapeur sortant par le conduit 14 est mélangé avec un débit de 9568 Kmoles/h de solution en phase liquide prélevée sur le bac B1 et arrivant par les lignes 15 et 16. Le mélange liquide-vapeur ainsi obtenu (ligne 17) est entièrement condensé en cédant les calories de condensation dans l'échangeur à contre courant E107. Dans cet échangeur le mélange est refroidi au moyen d'un débit de 1915 m3/h d'eau qui entre à 20 OC et sort à 30 OC. A la sorti: de l'échangeur E107 [ligne 18) le mélange se trouve à une température de 30 OC.
On recueille dans le ballon B2 une phase hydrocarbure qui est reprise par la pompe P4 et recyclée à l'échangeur E1D4 après passage dans l'échangeur E105 et une solution ammoniacale qui contient 44,8 % d'ammoniac en fraction molaire et qui est reprise par la pompe P5. Cette solution est envoyée par la ligne 19 à travers l'échangeur E106 dans lequel elle se réchauffe par échange de chaleur avec le débit de solution arrivant par le conduit 15 et ressort à une température de 45 OC. A la sortie de l'échangeur E10B, la solution est envoyée par le conduit 10 à l'échangeur E101. Dans l'échangeur E101 la solution subit une vaporisation partielle au cours de laquelle on récupère 13 x 106 Kcal/h.La solution arrive dans l'échangeur Elfil à 68 OC et en sort à 90 OC. Le fluide extérieur, qui apporte les calories à valoriser, arrive à 100 OC et ressort à g5 OC. (Il s'agit du fluide
6
C de la définition générale). Au total on a ainsi récupéré 29,1 x 10 Kcal/h. Les fractions liquide et vapeur, obtenues à la sortie de l'échangeur E101, sont recueillies dans le ballon B1.
La fraction liquide non vaporisée à la sortie de l'échangeur E104 et arrivant par le conduit 22b au séparateur 22c contient 12 % d'ammoniac. Elle est reprise par la pompe P2 à travers la ligne 22a et envoyée par la ligne 7 dans l'échangeur E102, d'où elle sort à une température de 101 OC. Le débit de solution sortant de l'échangeur E102 est scindé en deux frettions. Une première fraction, représentant un débit de 3011 Kmoles/h,est envoyée à la colonne à plateaux Cl. La colonne C1 est adiabatique et comporte 18 plateaux. Elle opère à une pression de 7,5 atm. Dans la colonne Cl on réalise un contact à contre courant entre la fraction liquide arrivant par le conduit 1 et la fraction vapeur provenant du ballon 61 par la ligne 9.A la sortie de la colonne C1, on obtient ainsi une fraction liquide contenant 26,4 % d'ammoniac qui sort de la colonne C1 à une température de 102 OC. Cette fraction liquide est mélangée avec la fraction liquide prélevée sur le ballon 61, arrivant par le conduit 23, et envoyée à la colonne C2 par les conduits 8, 11 et 12.
En tête de la colonne C1 on recueille une vapeur qui contient 74,5 d'ammoniac. Cette vapeur Cligne 3] est mélangée avec la deuxième fraction liquide obtenue en scindant le débit de solution provenant de l'échangeur E102 et qui sert d'appoint. Cette fraction liquide arrive par le conduit 2 et le mélange obtenu est envoyé par le conduit 4 à l'échangeur E103. A l'entrée de. l'échangeur
E103 (ligne 43 le mélange liquide est à une température de 124 OC. I1 en sort à 6 une température de 105 OC en cédant 10 x 10 Kcal/h à un fluide extérieur (fluide
A de la définition générale).Le mélange sortant de i'échangeur E1G3 par la ligne 5 est refroidi de 105 à 95 OC, dans l'échangeur E102, par échange de chaleur avec la fraction liquide qui arrive par le conduit 7. Il sort par la ligne 6.
Sur cet exemple apparaît nettement l'intérêt de scinder en deux la fraction liquide sortant de la zone de désorption. il est possible ainsi de fournir de la chaleur dans un intervalle de température élevé, tout en envoyant à la colonne d'absorption des débits de vapeur importants et sans avoir la necessité d'une épuration poussée dans la zone de désorption, ce qui permet un rendement élevé.
EXEMPLE 2
L'exemple est illustré par la figure 3. La désorption est réalisée dans la colonne à plateaux C4 qui comporte 13 plateaux. Par le conduit 24 on envoie 9068 Kmoles/h d'une solution d'ammoniac dans l'eau contenant 21,1 % d'ammoniac en fraction molaire.
La colonne C4 opère à une pression de 17,8 atm en tête et comporte un rebouilleur qui fonctionne à une température de 180 OC et auquel on fournit 14,455 x 106 Kcal/h. En fond de colonne, on recueille une solution contenant 10 d'ammoniac en fraction molaire. En tête on recueille par le conduit 26 une fraction vapeur contenant 79,2 % d'ammoniac à une température de 147 OC. Cette fraction vapeur est mélangée au débit liquide qui-arrive par le conduit 27 et le mélange liquide-vapeur est envoyé par le conduit 26 à l'échangeur E114. Le mélange sort de l'échangeur E114 entièrement condensé à la température de 90 C.
La chaleur de condensation qui représente 9,501 x 106 Kcal/h permet de chauffer un débit d'eau qui entre dans l'échangeur E114 à une température de 70 OC et sort de l'échangeur E114 à une température de 90 OC fluide B de la définition générale). La solution condensée est envoyée par le conduit 29 à l'échangeur E115, d'où elle ressort par le conduit 30 à une température de 75 C. Elle est ensuite sousrefroidie dans l'échangeur E116 d'où elle sort à une température de 58 OC par le conduit 31. Par le conduit 32 on envoie un débit de solution de 910 Kmoles/h à la vanne de détente V1. Après détente dans la vanne V1, cette solution est envoyée à l'échangeur E116 dans lequel elle est vaporisée de manière à assurer le sous-refroidissement de la solution arrivant par le conduit 30. La vapeur obtenue est évacuée de l'échangeur E116 par le conduit 34. Par le conduit 33 on envoie 3396 Kmoles/h de la solution sous-refroidie dans l'échangeur E116 à la vanne de détente V2 dans laquelle cette solution est détendue jusqu'à une pression de 4,8 atm. Dans l'échangeur E117 la solution obtenue est partiellement
6 vaporisée, la chaleur de vaporisation qui représente 5,545 x 10 Kcal/h étant fournie à un courant d'eau chaude qui arrive à 70 OC et repart à 50 OC (fluide
C de la définition générale). Le mélange liquide-vapeur est envoyé par le conduit 35 au ballon B4 dans lequel les phases liquide et vapeur sont séparées.La phase vapeur est mélangée avec la fraction vapeur arrivant par le conduit 34 et la phase vapeur ainsi obtenue qui contient 95,9 % d'ammoniac et qui représente un débit de 1066 Kmoles/h est envoyée par le conduit 36 à la colonne C3. La phase liquide contient 33,5 % d'ammoniac et par la pompe P5 on prélève un débit de 2555 Kmoles/ h qui est envoyé par le conduit 37 à l'échangeur E115 puis mélangé à la vapeur sortant de la colonne C4. Par le conduit 46, on envoie la fraction liquide restante au ballon B3.
La solution recueillie au fond de la colonne C4 est envoyée par le conduit 25 à l'échangeur E1I3, d'où elle ressort par le conduit 38 à une température de 170 OC. La chaleur correspondante qui représente 1,322 x 106 Kcal/h est transmise à un courant de recirculation qui est prélevé par la pompe P6 sous le 8ème plateau à partir de la tête et sert ainsi au chauffage de la colonne C4. La solution sortant de l'échangeur E113 par le conduit 38 est envoyée à l'échangeur
E112 d'où elle ressort par le conduit 39 à une température de 110 OC. Le débit arrivant par le conduit 39 est scindé en deux fractions.Une première fraction représentant un débit de 2596 Kmoles/h est envoyée par le conduit 40 à la vanne
V4 dans laquelle elle est détendue puis envoyée à la colonne à plateaux C3. La colonne à plateaux C3 est adiabatique, comporte 13 plateaux et fonctionne à une pression de 4,2 atm en fond. Dans cette colonne on réalise un contact à contre courant entre la fraction liquide sortant de la vanne V4 et la vapeur arrivant par le conduit 36. En tête de la colonne C3, on recueille par le conduit 41 une fraction vapeur contenant 64,7 % d'ammoniac à 111,3 OC et représentant un débit de 1071 Kmoles/h. La fraction du débit arrivant par le conduit 39 qui n'est pas envoyée à la colonne C3 représente un débit de 5019 Kmoles/h. Elle est envoyée par le conduit 42 à la vanne V3 dans laquelle elle est détendue puis mélangée avec la vapeur arrivant par le conduit 41.Le mélange liquide-vapeur ainsi obtent est envoyé par le conduit 43 à l'échangeur E109 dans lequel il entre à une température de 112 OC et d'où il sort entièrement condensé à une température de 90 OC.

6
La chaleur de condensation qui représente 10,499 x 10 Kcal/h est fournie à u-n débit d'eau qui arrive à 70 OC et repart à 90 OC (fluide A de la définition générale]. Le mélange condensé (ligne 44) est recueilli dans le ballon B5 d'où il est repris par la pompe P8 et envoyé au ballon B3.
Au fond de la colonne C3, on recueille par le conduit 45 une fraction liquide contenant 22,7 % d'ammoniac à une température de 67,2 OC et qui représent un débit de 2590 Kmoles/h. Le mélange des fractions liquides obtenu dans le ballon 63 est envoyé par la pompe P7 à l'échangeur E112 puis recyclé à la colonne
C4.
Les exemples 1 et 2 décrivent chacun un mode de réalisation particulier de l'invention. Dans l'exemple 1 qui concerne le cas 2, la désorption est opérée en présence d'une phase hydrocarbure vapeur qui est condersée et recyclée selon une disposition décrite dans le brevet 232lu98. Toutefois ces modes de désorption ne sont indiqués qu'à titre d'exemple et d'autres agencements relevant des règles de l'art peuvent ^- re considérés, le perfectionnement selon l'invention portant spécifiquement sur la manière dont est menée l'étape d'absorption.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    pression voisine de la pression de la zone d'absorption.
    ption et en ce qu'on effectue l'évaporation de l'étape (e) à une
    à une pression inférieure ou égale à la pression de la zone d'absor
    caractérisé en ce qu'on effectue la désorption de l'étape (b)
    (e), où elle constitue la phase gazeuse de soluté,
    (f) on renvoie à l'étape (a) la phase évaporée, obtenue à l'étape
    vant de la chaleur à un niveau thermique intermédiaire, et
    (e) on évapore la phase condensée obtenue à l'étape (d) en préle
    en cèdant de la chaleur au troisième niveau thermique,
    (d) on condense la phase vapeur de soluté obtenue à l'étape (b)
    à l'étape (b)
    (c) on renvoie à l'étape (a) la phase liquide de solvant obtenue
    un niveau thermique intermédiaire,
    et une phase liquide de solvant, en prélevant de la chaleur à
    tion et on sépare, dans cette zone, une phase vapeur de soluté
    (b) on envoie ladite solution enrichie dans une zone de désorp
    thermique,
    le solvant, et en cédant de la chaleur audit premier niveau
    de solvant, en obtenant une solution enrichie en soluté dans
    gazeuse de soluté (fluide de travail) avec une phase liquide
    (a) on met en contact, dans une zone d'absorption, une phase
    premiers niveaux thermiques, dans lequel
    à au moins un troisième niveau thermique, inférieur aux deux
    rieur au premier niveau athermique, et en cédant de la chaleur
    thermique intermédiaire , le niveau intermédiaire étant infé
    thermique à partie de chaleur disponible à au moins un niveau
    l. - Procédé de production de chaleur à au moins un premier niveau
  2. 2. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel on effectue la dé
    sorption à une pression inférieure à la pression de la zone d'ab
    sorption.
  3. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le soluté est
    l'ammoniac et le solvant est l'eau.
  4. 4. - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le soluté est
    un hydrocarbure et le solvant un solvant organique.
  5. 5. - Procédé selon la revendication l ou 2 dans lequel le soluté
    est un hydrocarbure chloré et/ou fluoré et le solvant un solvant
    organique.
  6. 6. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel la pres
    sion dans la zone d'absorption est comprise entre 1 et 5G bars.
  7. 7. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la cha
    leur produite dans la zone d'absorption est délivrée dans un inter
    valle de température compris entre 20 et 150 C.
  8. 8. - Procédé selon la revendication 3 dans lequel la désorption est
    effectuée en présence d'une phase hydrocarbure vapeur qui est
    condensée au moins partiellement à la sortie de la zone de désor
    ption.
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