FR2501520A1 - PROCESS FOR THE TRANSFER OF CONSTITUENTS BETWEEN A LIQUID CURRENT AND A VAPOR CURRENT FLOWING IN AN OPPOSITE DIRECTION, AND SEPARATING PLANT FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents
PROCESS FOR THE TRANSFER OF CONSTITUENTS BETWEEN A LIQUID CURRENT AND A VAPOR CURRENT FLOWING IN AN OPPOSITE DIRECTION, AND SEPARATING PLANT FOR CARRYING OUT SAID METHOD Download PDFInfo
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Abstract
PROCEDE POUR LE TRANSFERT DE CONSTITUANTS ENTRE UN COURANT DE LIQUIDE ET UN COURANT DE VAPEUR CIRCULANT EN SENS CONTRAIRE, DANS LEQUEL DU LIQUIDE PROVENANT DU COURANT DE LIQUIDE EST INTRODUIT PAR PULVERISATION OU INJECTION DANS DES SECTIONS SUCCESSIVES DU COURANT DE VAPEUR ET EST RECUEILLI ENTRE CES SECTIONS; COMME DANS DES APPAREILS A JET DE LIQUIDE, LE LIQUIDE EST INTRODUIT PAR PULVERISATION OU INJECTION DANS LE COURANT DE VAPEUR DANS LE SENS DE CE COURANT DE VAPEUR; L'INSTALLATION UTILISEE A CET EFFET COMPORTE PLUSIEURS ETAGES SEPARATEURS A, B, C, D, E, F, G, H, J, K DISPOSES LES UNS A COTE DES AUTRES ET SEPARES PAR DES PAROIS 14 SENSIBLEMENT VERTICALES QUI SONT PLANES OU INCURVEES PLUSIEURS FOIS DE FACON ALTERNEE AUTOUR D'AXES VERTICAUX A LA MANIERE D'UNE TOLE ONDULEE.PROCESS FOR THE TRANSFER OF CONSTITUENTS BETWEEN A LIQUID CURRENT AND A VAPOR CURRENT FLOWING IN THE OTHER DIRECTIONS, IN WHICH THE LIQUID FROM THE LIQUID CURRENT IS INTRODUCED BY SPRAYING OR INJECTION IN SUCCESSIVE SECTIONS OF THE VAPOR CURRENT AND IS COLLECTED BETWEEN THESE CURRENTS ; LIKE IN LIQUID JET APPLIANCES, THE LIQUID IS INTRODUCED BY SPRAYING OR INJECTION INTO THE VAPOR CURRENT IN THE DIRECTION OF THE VAPOR CURRENT; THE INSTALLATION USED FOR THIS PURPOSE INCLUDES SEVERAL SEPARATORY STAGES A, B, C, D, E, F, G, H, J, K ALL BEING NEXT TO OTHERS AND SEPARATED BY SENSITIVELY VERTICAL WALLS WHICH ARE FLAT OR CURVED SEVERAL TIMES IN AN ALTERNATE WAY AROUND VERTICAL AXES LIKE A CORRUGATED SHEET.
Description
Procédé pour le transfert de constituants entre un courantMethod for transferring constituents between a stream
de liquide et un courant de vapeur circulant en sens con- of liquid and a vapor current flowing in a direction
traire, et installation séparatrice pour la mise en oeuvre milking, and separating installation for implementation
de ce procédé.of this process.
L'invention concerne un procédé pour le transfert de constituants entre un courant de liquide et un courant de vapeur circulant en sens contraire, dans lequel du liquide provenant du courant de liquide est introduit par pulvérisation ou injection dans des sections successives du courant de vapeur et est recueilli entre ces sections, et elle concerne également une installation séparatrice The invention relates to a process for the transfer of constituents between a liquid stream and a reverse-flowing steam stream, in which liquid from the liquid stream is introduced by spraying or injection into successive sections of the vapor stream and is collected between these sections, and it also concerns a separating installation
pour la mise en oeuvre de ce procédé. for the implementation of this process.
Dans un procédé connu d'après le brevet allemand 652, dans une installation séparatrice correspondante, le liquide est introduit latéralement dans le courant de In a process known from German patent 652, in a corresponding separating installation, the liquid is introduced laterally into the flow of
vapeur et est entraîné latéralement par le courant de va- vapor and is driven laterally by the downdraft
peur. De ce fait, il apparait une perte de pression dans le courant de vapeur et la consommation en énergie est importante. On connait, d'après l'article de M. ULLRICH "Der Strahlapparat ais Wascher und Reaktor" de la revue "Verfahrenstechnik" volume 14 (1980), NI 12, des appareils fear. As a result, there is a loss of pressure in the vapor stream and the energy consumption is significant. We know, from the article by M. ULLRICH "Der Strahlapparat ais Wascher und Reaktor" from the review "Verfahrenstechnik" volume 14 (1980), NI 12,
à jet de liquide (appelés également laveurs à jet, con- liquid jet (also called jet washers,
voyeurs à jet, réacteurs à jet, ventilateurs à jet) qui, jet voyeurs, jet reactors, jet fans) which,
cependant jusqu'ici n'ont été utilisés que pour l'absorp- so far, however, have only been used for absorption.
tion en tant que laveurs ou pour des réactions chimiques tion as washers or for chemical reactions
en tant que réacteurs.as reactors.
Indépendamment de cela, on connait, d'après le livre de Reinhard Billet "Industrielle Destillation", Regardless of this, we know, from Reinhard Billet's book "Industrial Destillation",
Editions Chemie, d'après la figure 1.lb et la description Chemie Editions, from Figure 1.lb and description
correspondante, une installation pour séparer un liquide, qui contient des composants possédant une température d'ébullition différente, en un produit de bas de colonne corresponding, an installation for separating a liquid, which contains components having a different boiling temperature, into a bottom product
possédant la température d'ébullition moyenne la plus éle- with the highest average boiling point
vée et en un produit de tête possédant une température vee and a top product with a temperature
d'ébullition moyenne plus faible et éventuellement égale- lower boiling point and possibly equal
ment en fractions latérales, avec plusieurs étages sépara- side fractions, with several separate stages
teurs. Cette installation consomme également beaucoup d'énergie. Le principe de tels appareils à jet de liquide repose sur le principe des pompes à jet décrit dans la teurs. This installation also consumes a lot of energy. The principle of such liquid jet devices is based on the principle of jet pumps described in the
spécification DIN 24 290, avril 1974. specification DIN 24 290, April 1974.
L'invention se propose de fournir un procédé du type mentionné ci-dessus, dans lequel la consommation en'énergie est relativement faible, et une installation séparatrice correspondante qui peut être réalisée de The invention proposes to provide a method of the type mentioned above, in which the energy consumption is relatively low, and a corresponding separating installation which can be carried out
façon compacte sous la forme d'une construction plate. compactly in the form of a flat construction.
Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que, comme dans des appareils à jet de liquide, le liquide est introduit par pulvérisation ou injection dans le courant de vapeur dans le sens de ce courant de vapeur. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention se caractérise en ce qu'elle comporte des étages séparateurs disposés les uns à côté des autres This problem is solved according to the invention thanks to the fact that, as in liquid jet devices, the liquid is introduced by spraying or injection into the vapor stream in the direction of this vapor stream. The installation for implementing the method according to the invention is characterized in that it comprises separator stages arranged one beside the other
qui sont séparés les uns des autres par des parois com- which are separated from each other by com-
munes sensiblement verticales.substantially vertical munes.
Dans une installation suivant l'invention, les In an installation according to the invention, the
étages séparateurs à jet de liquide non seulement ne pro- liquid jet separator stages not only do
voquent pas de perte de pression ou seulement une perte de pression très faible, mais peuvent même (à l'occasion, suivant l'agencement) provoquer une augmentation de la there is no loss of pressure or only a very small loss of pressure, but may even (occasionally, depending on the arrangement) cause an increase in
pression de la vapeur. En outre, dans les étages sépara- vapor pressure. In addition, on the separate floors
teurs à jet de liquide le transfert de constituants entre liquid jet torers transfer of constituents between
le liquide et la vapeur est relativement important. liquid and vapor is relatively important.
Il est particulièrement avantageux de maintenir une faible pression dans les étages séparateurs étant donné qu'alors It is particularly advantageous to maintain a low pressure in the separator stages since then
le nombre d'étages séparateurs nécessaires est plus faible. the number of separator stages required is lower.
Lorsqu'une faible pression est maintenue dans les étages When low pressure is maintained in the stages
séparateurs, il est important de maintenir faible la va- separators, it is important to keep the value low
riation de pression dans la vapeur lors de la traversée de l'étage séparateur. D'autre part, en raison du volume spécifique très élevé de la vapeur, lorsque la pression est faible le volume intérieur de l'étage séparateur doit être augmenté. Il est, par conséquent, avantageux que les étages séparateurs à jet de liquide utilisés dans l'installation suivant l'invention admettent des vitesses de vapeur allant de 5 à 20 m/s et même jusqu'à 35 m/s, étant donné que de ce fait le volume intérieur peut être pressure in the steam when crossing the separator stage. On the other hand, due to the very high specific volume of the vapor, when the pressure is low the interior volume of the separator stage must be increased. It is therefore advantageous that the liquid jet separator stages used in the installation according to the invention admit vapor velocities ranging from 5 to 20 m / s and even up to 35 m / s, since therefore the interior volume can be
maintenu relativement faible.kept relatively low.
Pour une meilleure compréhension on remarquera que For a better understanding it will be noted that
De la perte de pression dépendent le pouvoir sé- On the pressure loss depend the se-
parateur et de ce fait le nombre d'étages séparateurs né- cessaires. Plus il y a d'étages séparateurs plus la perte parator and therefore the number of separator stages required. The more separating stages, the greater the loss
de pression est importante.pressure is important.
Le pouvoir séparateur est d'autant plus important The separating power is all the more important
que la pression est faible. On a donc besoin de moins d'é- that the pressure is low. We therefore need less
tages séparateurs dans le cas d'une faible pression. separator stages in the case of low pressure.
Plus le taux de retour est important, plus le nombre d'étages séparateurs nécessaires est faible mais The higher the return rate, the lower the number of separator stages required but
plus l'énergie consommée est importante. the more energy consumed.
Pour consommer aussi peu d'énergie que possible, on prend les mesures suivantes: To consume as little energy as possible, we take the following measures:
1 - pression faible dans les étages séparateurs pour uti- 1 - low pressure in the separator stages for use
liser peu d'étages séparateurs 2 - faible perte de pression dans les étages séparateurs pour n'utiliser que peu d'étages séparateurs; 3 lorsque les deux premières conditions sont remplies, on peut utiliser un taux de retour relativement faible quoique cela augmente le nombre des étages séparateurs; read few separator stages 2 - low pressure loss in the separator stages so as to use only few separator stages; 3 when the first two conditions are met, a relatively low return rate can be used, although this increases the number of separator stages;
la consommation d'énergie est alors cependant relative- the energy consumption is then however relative-
ment faible 4 - lorsqu'on utilise une faible pression, les dimensions dépendent de la vitesse de transport. Dans les étages low 4 - when low pressure is used, the dimensions depend on the transport speed. Upstairs
séparateurs à jet, on peut admettre une vitesse plus im- jet separators, we can admit a higher speed
portante que dans les étages séparateurs courants. load-bearing than in current separator stages.
L'installation peut être réalisée sous forme d'une construction plate au niveau du sol. Tous les étages séparateurs sont donc accessibles du niveau du sol. Par conséquent, dans une installation suivant l'invention, on n'a pas besoin de passerelles de passage comportant des issues de secours coûteuses telles que celles qui sont nécessaires dans des installations dans lesquelles sont The installation can be carried out as a flat construction at ground level. All separating floors are therefore accessible from ground level. Consequently, in an installation according to the invention, there is no need for passage walkways comprising expensive emergency exits such as those which are necessary in installations in which are
traités des produits dangereux, ni même de tours de se- dangerous products, or even safety towers
cours ou de fuite avec des passerelles de liaison. course or escape with connecting gateways.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la The invention will be better understood using the
description suivante de deux exemples de réalisation following description of two exemplary embodiments
Z501520Z501520
préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés sur lesquels preferred but not limiting shown in the accompanying drawings in which
La figure 1 représente schématiquement une pre- Figure 1 shows schematically a pre-
mière installation; La figure 2 représente schématiquement une se- conde installation; et La figure 3 représente des étages séparateurs de constitution particulière pour l'installation de la figure first installation; FIG. 2 schematically represents a second installation; and FIG. 3 represents separator stages of particular constitution for the installation of FIG.
1 ou de la figure 2.1 or Figure 2.
L'installation de la figure '1-comporte dix étages The installation of figure '1-comprises ten floors
séparateurs A, B, C, D, E,F, GH, J, K. Chaque étage sépa- separators A, B, C, D, E, F, GH, J, K. Each stage separates
rateur comporte une chambre 4 d'aspiration, de mélange et de séparation ouverte vers le haut sur un côté 2 et dans rator has a suction, mixing and separation chamber 4 open upwards on one side 2 and in
la région supérieure de laquelle est disposé un injec- the upper region of which is injected
teur de liquide 6 dirigé vers le bas, et une chambre de montée 10 disposée de l'autre côté 8, à côté de la chambre 4 d'aspiration, de mélange nt de séparation et communiquant avec celle-ci, par le bas. La région de teur of liquid 6 directed downwards, and a rise chamber 10 disposed on the other side 8, next to the suction chamber 4, of separation nt mixture and communicating with it, from below. The region of
communication inférieure 12 entre chaque chambre 4 d'as- lower communication 12 between each room 4 aces-
piration, de mélange et de séparation et chaque chambre piration, mixing and separation and each room
de montée 10 sert de chambre collectrice pour le liquide. rise 10 serves as a collecting chamber for the liquid.
Les côtés 2, 8 de la chambre 4 d'aspiration, de mélange et de séparation se présentent sous la forme de parois The sides 2, 8 of the suction, mixing and separation chamber 4 are in the form of walls
verticales 14 et respectivement 16, les parois 14 s'é- 14 and 16 respectively, the walls 14 extend
tendant verticalement vers le haut à partir du fond 20 et se terminant avant le dessus 24 en laissant un passage libre 22, et les parois 16 s'étendant verticalement vers le bas à partir du dessus 24 et se terminant avant le tending vertically upwards from the bottom 20 and ending before the top 24 leaving a free passage 22, and the walls 16 extending vertically downwards from the top 24 and ending before the
fond 20 en laissant un passage libre 26. Les étages indi- bottom 20 leaving a free passage 26. The floors indi-
viduels sont branchés les uns à la suite des autres par are connected one after the other by
les passages 22.passages 22.
Le liquide est évacué de la chambre collectrice de liquide 12 de chaque étage par une conduite 28 dans The liquid is evacuated from the liquid collecting chamber 12 of each stage by a line 28 in
laquelle se trouve une pompe 30, et est amené à l'injec- which is a pump 30, and is brought to the injector
teur 6 de l'étage précédent. Les étages E, D, C, B, A constituent une première section de la série d'étages séparateurs A à K. Au premier étage séparateur E de cette première section sont amenés, en tant que liquide devant 6 of the previous floor. The stages E, D, C, B, A constitute a first section of the series of separating stages A to K. To the first separating stage E of this first section are brought, as liquid before
être pulvérisésou injectespar les injecteurs 6, le li- be sprayed or injected by injectors 6, the li-
quide à séparer arrivant par la conduite 32 ainsi que le liquide arrivant par la conduite 28 et provenant de la chambre collectrice de liquide 12 de l'étage F. A partir du dernier étage séparateur A de cette première section, le liquide provenant de la chambre col- lectrice de liquide 12 est envoyé, par une conduite 34, à un évaporateur 36 qui sépare le liquide en vapeur et what to separate arriving via line 32 as well as the liquid arriving via line 28 and coming from the liquid collecting chamber 12 of stage F. From the last separator stage A of this first section, the liquid coming from the chamber liquid collector 12 is sent, via a line 34, to an evaporator 36 which separates the liquid into vapor and
en produit de bas de colonne. Le produit de bas de co- at the bottom of the column. The low-cost product
lonne est évacué par la conduite 38. La vapeur est intro- lonne is evacuated via line 38. Steam is introduced
duite, par la conduite 40, dans le passage latéral 22 de l'étage séparateur A. L'étage A est le premier étage séparateur d'une seconde section A à K, dont les étages sont énumérés en * sens inverse comme les étages séparateurs E, D, C, B, A de la première section, de la série d'étages séparateurs, et qui dans le présent cas préféré est formé par tous les étages séparateurs mais chevauche au moins la première section E à A. La vapeur circule en sens inverse du liquide dans tous les étages A à K et à partir du dernier étage K est amenée, par une conduite 42, dans laquelle se trouve un condenseur de retour 44, à un condenseur de produit 46 d'o le produit de tête est évacué par la pick up, via line 40, in the lateral passage 22 of the separating stage A. Stage A is the first separating stage of a second section A to K, the stages of which are listed in * reverse direction as the separating stages E, D, C, B, A of the first section, of the series of separating stages, and which in the present preferred case is formed by all the separating stages but overlaps at least the first section E to A. The vapor circulates in the opposite direction of the liquid in all stages A to K and from the last stage K is brought, by a line 42, in which there is a return condenser 44, to a product condenser 46 from which the top product is evacuated by the
conduite 48. Le liquide de retour provenant du conden- line 48. The return liquid from the line
seur de retour 44 est amené, par une conduite 50 dans la- return sor 44 is brought, by a pipe 50 into the
quelle se trouve une pompe 52, au dernier étage K pour alimenter l'injecteur 6 qui s'y trouve, donc en tant which is a pump 52, on the last stage K to supply the injector 6 which is there, therefore as
que liquide d'injection.than injection fluid.
Dans la forme de réalisation de la figure 1,le condenseur de retour 44 est refroidi de façon externe par la conduite 54 et l'évaporateur 36 est réchauffé de In the embodiment of Figure 1, the return condenser 44 is externally cooled by line 54 and the evaporator 36 is heated by
façon externe par la conduite 56.externally by pipeline 56.
Ceci est supprimé dans le mode de réalisation de la figure 2. Ici une partie de la vapeur sortant du dernier étage séparateur K de la seconde section A à K This is deleted in the embodiment of FIG. 2. Here part of the steam leaving the last separator stage K of the second section A to K
est amenée à une conduite de chauffage 62 dans l'évapo- is brought to a heating line 62 in the evapo-
rateur 36, par la conduite 60. Le condensat de la vapeur condensée dans la conduite de chauffage 62 est amené, par la conduite 64, dans laquelle se trouve une pompe 66, au dernier étage séparateur K de la seconde section A à K, rator 36, via line 60. The condensate of the condensed steam in the heating line 62 is brought, via line 64, in which there is a pump 66, to the last separator stage K of the second section A to K,
en tant que liquide d'injection.as an injection liquid.
Dans la conduite 60 se trouve, ce qui n'est lias toujours nécessaire mais cependant souvent avantageux, un compresseur de vapeur 68 qui comprime la vapeur dans la conduite 60 avant son entrée dans la conduite de In line 60 there is, which is not always necessary but nevertheless often advantageous, a steam compressor 68 which compresses the steam in line 60 before it enters the line of
chauffage 62. Avant l'entrée dans le premier étage sépara- heating 62. Before entering the separate first floor
teur E de la première section E à A, le liquide à séparer amené à l'étage E passe dans une conduite de préchauffage dans le condenseur de produit 48. Cette conduite de préchauffage 70 pour le liquide sert simultanément de conduite de refroidissement pour la vapeur arrivant dans le condenseur de produit 48 par la conduite 42. Par tor E of the first section E to A, the liquid to be separated brought to stage E passes through a preheating pipe in the product condenser 48. This preheating pipe 70 for the liquid simultaneously serves as a cooling pipe for the vapor arriving in the product condenser 48 via line 42. By
- ailleurs, l'installation de la figure 2 a la même cons- - elsewhere, the installation of FIG. 2 has the same cons-
titution que l'installation de la figure 1, ce qui est souligné par les références identiques à celles de la titution as the installation of Figure 1, which is underlined by the references identical to those of the
figure 1.figure 1.
Les étages séparateurs de la figure 3 comportent respectivement des chambres de mélange 80 qui, dans une première section supérieurerétrécissent du haut vers le bas, puis dans une seconde section 84, présentent une section transversale constante, et dans une section The separator stages of FIG. 3 respectively comprise mixing chambers 80 which, in a first upper section shrink from top to bottom, then in a second section 84, have a constant cross section, and in a section
inférieure 86,s'évasent vers le tas. lower 86, flare towards the heap.
Les parois de séparation entre les étages indi- The dividing walls between the individual floors
viduels de l'installation-peuvent être planes ou, comme de la tôle ondulée, être incurvées plusieurs fois autour installation vials - can be flat or, like corrugated iron, curved around it several times
d'axes verticaux dans un but de renforcement. vertical axes for the purpose of strengthening.
Il n'est pas nécessaire qu'il n'y ait qu'un in- It is not necessary that there is only one in-
- jecteur de liquide dans chaque chambre séparatrice. PIu- - liquid jet in each separating chamber. PIu-
-sieurs injecteurs peuvent être disposés les uns au-dessous -30 des autres et/ou les uns à côté des autres, comme cela - several injectors can be placed one below -30 from the other and / or one next to the other, like this
est décrit dans le brevet allemand 2 434 664. is described in German patent 2,434,664.
- -- Chaque chambre de montée peut contenir un sépara- - - Each climb chamber can contain a separate
teur de gouttes, de préférence un séparateur à lamelles drop separator, preferably a lamella separator
ou à mailles.or mesh.
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GB2094951A (en) | 1982-09-22 |
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