FR2547898A1

FR2547898A1 - Procede et dispositif pour vaporiser un liquide par echange de chaleur avec un deuxieme fluide, et leur application a une installation de distillation d'air

Info

Publication number: FR2547898A1
Application number: FR8310472A
Authority: FR
Inventors: Pierre Petit; Maurice Grenier; Jean-Francois Deschamps
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1984-12-28
Also published as: AU566656B2; EP0130122B2; JPS6017601A; US4599097A; IN160739B; EP0130122A1; KR850000658A; ATE37229T1; FR2547898B1; CA1245627A; EP0130122B1; ES533634A0; AU2956384A; JPH0531042B2; ES8600489A1; PT78780A; BR8403038A; DE3474059D1; ZA844598B

Abstract

L'OXYGENE LIQUIDE DE LA COLONNE BASSE PRESSION FORME UN BAIN 5 AU SOMMET D'UN ECHANGEUR 2 DU TYPE A PLAQUES A PASSAGES VERTICAUX 17, 18. CE LIQUIDE EST PRE-DISTRIBUE LE LONG D'UN PASSAGE 17 SUR DEUX AU MOYEN D'UNE SERIE DE TROUS 27 MENAGES PAR EXEMPLE DANS LES PLAQUES, PUIS EST UNIFORMEMENT DISTRIBUE DE FACON FINE DANS LES MEMES PASSAGES PAR UN GARNISSAGE 24, DE FACON A FORMER UN FILM LIQUIDE RUISSELANT CONTINU. L'AZOTE GAZEUX DE LA COLONNE MOYENNE PRESSION EST INTRODUIT DANS LES PASSAGES 18 RESTANTS ET EST CONDENSE PAR ECHANGE DE CHALEUR AVEC L'OXYGENE, QUI EST VAPORISE.

Description

La présente invention est relative à la vaporisation d'un liquide par

échange de chaleur avec un deuxième fluide au moyen d'un échangeur de chaleur du type à plaques verticales Elle s'applique en

particulier aux installations de distillation de l'air.

Dans les installations de distillation de l'air du type a double colonne, l'oxygène liquide qui se trouve en cuve de la colonne basse pression est vaporisé par échange de chaleur avec l'azote gazeux prélevé en tete de la colonne moyenne pression Pour une pression de fonctionnement donnée de la colonne basse pression, l'écart de 10 température entre l'oxygène et l'azote rendu nécessaire par la structure

de l'échangeur de chaleur impose la pression de fonctionnement de la colonne moyenne pression Il est donc souhaitable que cet écart de température soit le plus faible possible, afin de minimiser les dépenses liées à la compression de l'air à traiter injecté dans la colonne moyenne 15 pression.

Pour atteindre ce but, on a proposé d'alimenter l'échangeur de chaleur en oxygène liquide par le haut, en assurant le ruissellement de

ce liquide le long de tubes de grande longueur (jusqu'à 6 m environ).

Des performances remarquables ont ainsi été obtenues du point 20 de vue de l'échange de chaleur, mais ceci au prix de sérieuses

difficultés technologiques En effet, notamment lorsque des débits d'oxygène importants doivent être traités, il se pose des problèmes de réalisation d'une multitude de longs tubes résistant à la pression extérieure de l'azote, ainsi que d'autres problèmes liés à la présence de 25 plaques d'extrémité en acier inoxydable de forte épaisseur.

L'invention a pour but de fournir des moyens pour obtenir des performances d'échange de chaleur au moins aussi bonnes mais de façon

plus fiable et plus économique.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour vaporiser 30 un liquide par échange de chaleur avec un deuxième fluide au moyen d'un échangeur de chaleur comprenant un corps parallélépipédique formé d'un assemblage de plaques verticales parallèles définissant entre elles une multitude de passages plats, procédé du type dans lequel on envoie le liquide dans un premier ensemble de passages et le deuxième fluide dans les passages restants, caractérisé en ce qu'on distribue le liquide en deux stades à l'extrémité supérieure des passages dudit premier ensemble, sur toute la longueur horizontale de ceux-ci, les deux stades comprenant

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une prédistribution grossière du liquide sur toute la longueur des passages dudit premier ensemble, puis une distribution fine sur toute la longueur de ces passages du liquide ainsi prédistribué De préférence, le débit de liquide est adapté pour assurer en permanence la présence d'un film liquide sur pratiquement toute l'étendue de toutes les parois contenues dans chacun des passages dudit premier ensemble.

L'invention a également pour objet un échangeur de chaleur destiné à la mise en oeuvre d'un tel procédé Cet échangeur est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de prédistribution du liquide 10 débouchant sur des moyens de distribution fine du liquide disposés à

l'extrémité supérieure de chacun des passages dudit premier ensemble.

Dans un mode de réalisation particulièrement efficace de l'échangeur suivant l'invention, les moyens de prédistribution comprennent des ouvertures, notamment une rangée horizontale de trous, et 15 des moyens de retenue pour former un bain de liquide au-dessus de ces ouvertures; lesdits moyens de distribution fine peuvent comprendre un garnissage, ou bien, lorsque lesdites ouvertures sont menagées dans les plaques de l'échangeur, une surface d'étalement des jets de liquide

sortant de ces ouvertures.

L'invention a encore pour objet une installation de distillation d'air du type à double colonne, dans laquelle le liquide de cuve de la colonne moyenne pression est mis en relation d'échange thermique avec le gaz de tete de la colonne basse pression au moyen d'un échangeur de chaleur tel que défini ci-dessus, cette installation 25 comprenant des moyens d'alimentation pour fournir le liquide auxdits moyens de prédistribution, et des moyens d'alimentation en gaz des

passages dudit deuxième ensemble.

Plusieurs exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés Sur ces dessins: 30 la figure 1 est un schéma partiel d'une installation de distillation d'air conforme à l'invention; la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective, avec arrachement, d'un échangeur de chaleur équipant l'installation de la figure 1; la figure 3 est une vue analogue d'une variante de l'échangeur de chaleur de la figure 2;

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les figures 4 et 5 représentent respectivement en perspective deux variantes d'un détail de l'échangeur de la figure 3; la figure 6 est une vue partielle en perspective, avec arrachements, d'un autre échangeur de chaleur conforme à l'invention; le figure 7 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un échangeur de chaleur suivant un autre mode de réalisation de l'invention; et la figure 8 est une vue analogue d'une variante de l'échangeur de la

figure 7.

Dans les différents modes de réalisation qui vont être décrits ci-dessous, on désignera par les mêmes références les éléments identiques

ou correspondants.

La figure 1 illustre une possibilité d'implantation d'un échangeur de chaleur oxygene-azote dans une installation de distillation 15 d'air du type à double colonne Cette installation comprend une colonne moyenne pression 1 au bas de laquelle est injecté l'air à traiter, sous une pression de l'ordre de 6 bars absolus Le liquide enrichi en oxygène qui est recueilli en cuve de la colonne 1 est envoyé en reflux au milieu de la hauteur d'une deuxième colonne (non représentée), dite colonne 20 basse pression, qui fonctionne légèrement au-dessus de la pression atmosphérique L'azote gazeux qui se trouve en tête de la colonne 1 est mis en relation d'échange de chaleur avec l'oxygène liquide recueilli en cuve de la colonne basse pression; l'azote condensé résultant sert de reflux dans la colonne 1 et dans la colonne basse pression, tandis que 25 l'oxygène vaporisé résultant est renvoyé au bas de la colonne basse pression. L'échange de chaleur entre l'oxygène et l'azote s'opère dans un échangeur 2 qui est monté au-dessus de la colonne 1, tandis que la

colonne basse pression est juxtaposée à cette dernière.

L'échangeur 2 est constitué d'une enveloppe étanche 3 dont l'essentiel de la hauteur contient un ensemble de plaques parallèles 4 de forme rectangulaire en aluminium, d'une longueur de l'ordre de 1 à 1,5 m et d'une hauteur de l'ordre de 3 à 6 m, entre lesquelles des ondes

également en aluminium sont fixées par brasage.

L'espace situé au-dessus des plaques 4 renferme un bain d'oxygène liquide 5 alimenté par une conduite 6 provenant de la cuve de la colonne basse pression et munie d'une pompe (non représentée) Cette

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dernière peut être commandée par un régulateur du niveau du bain 5, que l'on a schématisé par un tube 6 A de mesure de niveau, ou, en variante, par un régulateur de débit Au sommet de l'échangeur 2 est prévue une conduite 7 de renvoi au bas de la colonne basse pression de l'oxygène 5 vaporisé au-dessus du bain 5, résultant des entrées de chaleur au niveau

de la pompe et des tuyauteries.

L'ensemble de plaques 4 est alimenté à sa partie supérieure en azote gazeux par une boite d'alimentation horizontale 8 qui communique par une conduite 9 avec la tête de la colonne moyenne pression 1. 10 L'évacuation de l'azote condense s'effectue à la base des plaques 4 par une boite collectrice horizontale 10 qui communique par une conduite 11 avec une rigole gardée 12 disposée en tête de la colonne 1 Sur la boite

est piqué un tuyau 13 d'évacuation des gaz rares incondensables.

Une conduite 14 relie la cuve de la colonne basse pression à 15 l'espace situé dans l'enveloppe 3 au-dessous des plaques 4 Cette conduite pénètre verticalement dans cet espace par le point bas de l'enveloppe 3, et son extrémité supérieure est surmontée d'un déflecteur conique 15 o Du fond de l'enveloppe 3 part également une conduite 16 destinée à ramener en cuve de la colonne basse pression l'oxygène liquide 20 en excèso La structure de la partie active de l'échangeur 2, c'est-à-dire de l'ensemble de plaques 4, va maintenant être décrite en regard de la

figure 2.

Dans cette région de l'échangeur, l'enveloppe 3 a une forme 25 parallélépipédique Les plaques 4 définissent une multitude de passages destinés alternativement à l'écoulement de l'oxygène (passages 17) et à l'écoulement de l'azote (passages 18) Sur la majeure partie de leur hauteur, les passages 17 et 18 contiennent chacun une onde 19 constituée

d'une tôle d'aluminium perforée ondulée à génératrices verticales.

Les ondes 19 des passages d'azote se terminent, en haut comme

en bas, avant les ondes 19 des passages d'oxygène En bas des plaques 4, ces ondes des passages 18 sont prolongées par des ondes obliques de collection d'azote (non représentées) qui aboutissent à l'entrée de la boite collectrice 10 A leur extrémité supérieure, ces mêmes ondes 19 35 sont prolongées par des ondes obliques 20 de distribution d'azote qui débouchent à la sortie de la botte d'alimentation 8 Au-dessus des ondes 20, les passages 18 d'azote sont fermés par des barres horizontales 21.

Des barres analogues ferment l'extrémité inférieure des passages d'azote au-dessous des zones de collection de l'azote Au-dessus des barres 21, chaque passage d'azote comporte un réservoir d'oxygène liquide 22 contenant une onde verticale 23 en t 6 le d'aluminium perforée, à 5 génératrices verticales, dont l'épaisseur et le pas sont nettement supérieurs à ceux des ondes 19 Les ondes 23 ont uniquement une fonction d'entretoises entre les plaques 4, de façon à permettre l'assemblage de l'échangeur par une unique opération de brasage Les réservoirs 22 sont ouverts vers le haut pour communiquer avec le bain d'oxygène liquide 5. 10 Les ondes 19 des passages d'oxygène 17 s'étendent vers le bas jusqu'à

l'extrémité inférieure des plaques 4, de sorte que ces passages sont ouverts vers le bas Ces ondes s'étendent vers le haut jusqu'au bord supérieur des barres 21, puis sont prolongées par un garnissage 24 Ce dernier est constitué par une onde du type "serrated" qui est illustrée 15 plus en détail sur la figure 6.

Comme on le voit sur cette figure 6, l'onde 24 est une t 8 le d'aluminium non perforée à génératrices horizontales (disposition dite en "hard way" par rapport à l'écoulement de l'oxygène liquide) A intervalles réguliers, chaque facette horizontale ou pseudo-horizontale 20 25 de l'onde 24 est pourvue d'un crevé 26 décalé vers le haut d'un quart de pas d'onde La largeur des crevé 26, mesurée le long d'une génératrice de l'onde, est du même ordre que la distance qui sépare chacun d'eux des

deux crevé adjacents situés sur la même facette 25.

En revenant à la figure 2, chaque plaque 4 comporte, au-dessus 25 du garnissage 24, une rangée horizontale de trous 27 disposés à intervalle régulier sur toute la longueur de l'échangeur, les trous des

plaques successives étant disposés à la même hauteur mais en quinconce.

En variante, ces trous pourraient d'ailleurs être prévus seulement dans une plaque sur deux Juste au-dessus de ces trous, les passages d'oxygène sont fermés par des barres horizontales 28, disposées à l'extrémité 30 supérieure des plaques 4 Pour éviter le risque d'obstruction de certains trous 27 par des ondes 23, celles-ci sont interrompues sur une courte

hauteur au niveau desdits trous.

En fonctionnement, le dispositif de régulation de la pompe 35 d'alimentation de l'échangeur 2 en oxygène liquide maintient au-dessus des plaques 4 un niveau du bain 5 suffisant pour vaincre les diverses pertes de charge qui s'opposent à l'écoulement de l'oxygène La hauteur

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d'oxygène liquide au-dessus des plaques 4 est par exemple de l'ordre de cm. L'oxygène liquide remplit les réservoirs 22 et passe par les trous 27, à un débit défini par la section de passage de ces derniers et par la hauteur de liquide qui le surmonte Comme cette hauteur est constante en régime établi, le débit d'oxygène liquide est celui fourni par la pompe de remontée de ce liquide Les trous 27 assurent donc une prédistribution grossière de l'oxygène liquide tout le long des passages 17, et l'oxygène liquide ainsi pré-distribué parvient sur le garnissage 10 24, lequel en assure une distribution fine sur toute la longueur de chaque passage 17 L'oxygène liquide aborde ainsi les ondes 19 en ruisselant de façon parfaitement uniforme sur toutes les parois (ondes 19 et plaques 4) des passages qui lui sont affectés, c'est-a-dire en formant

sur ces parois un film continu descendant.

En même temps, l'azote gazeux parvient dans l'échangeur par la boîte 8 et les ondes de distribution 20, puis s'écoule vers le bas le long des passages 18 Ce faisant, il cède progressivement de la chaleur à l'oxygène liquide qui se trouve dans les passages adjacents 17, de sorte

que l'oxygène se vaporise et que, simultanément, l'azote se condense.

L'azote condensé est recueilli dans la botte 10 et s'écoule dans la conduite 11 jusque dans la rigole 12 Lorsque la hauteur d'azote liquide dans la conduite 11 est suffisante pour vaincre la pression qui règne dans la colonne moyenne pression 1, ce liquide déborde de la rigole et tombe en reflux dans la colonne moyenne pression après qu'une partie 25 ait été prélevée par une conduite 11 A pour assurer le reflux de la colonne basse pression Il se crée ainsi une aspiration dans les passages

17, ce qui assure la circulation de l'azote.

Le débit d'oxygène liquide est réglé de façon à garantir un excès d'oxygène liquide sur toute la hauteur des plaques 4 En effet, une 30 vaporisation totale de l'oxygène dans une région des passages 17

conduirait à cet emplacement à une concentration de l'acétylène dissous dans l'oxygène liquide, ce qui pourrait provoquer une explosion locale.

Indépendamment de ce risque d'explosion, il en résulterait aussi une baisse de performance de l'échangeur par neutralisation de la surface non 35 mouillée Ce risque est limité grâce à la grande efficacité de la distribution fine assurée par le garnissage 24 Cependant, par sécurité, on préfère travailler avec un excès d'oxygène liquide, généralement du

même ordre que le débit d'oxygène vaporise.

Par conséquent, un mélange diphasique oxygène gazeux-oxygène

liquide sort par l'extrémité inférieure des passages 17; ce mélange se sépare dans la partie inférieure de l'enveloppe 3, les phases liquide et 5 vapeur retournant respectivement à la cuve de la colonne basse pression par les conduites 16 et 14.

La demanderesse a constaté qu'un tel échangeur peut fonctionner de façon parfaitement fiable avec un écart de température très faible, de l'ordre de 0,5 C, entre l'azote et l'oxygène, ce qui permet par 10 conséquent de comprimer l'air entrant dans l'installation de distillation

dans des conditions très économiques.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, on voit que la distribution de l'oxygène liquide est entièrement réalisée lorsque le fluide arrive dans la zone d'échange de chaleur avec l'azote Dans la 15 variante de la figure 3, au contraire, l'oxygène est mis en relation d'échange thermique avec l'azote dès le début de l'opération de

distribution fine.

Pour cela, les barres 21 qui limitent supérieurement les passages 18 sont disposées à l'extrémité supérieure des plaques 4, comme 20 les barres 28 De plus, les trous 27 sont supprimés et remplacés par des trous verticaux 29 percés à intervalles réguliers dans les barres 28,

tout le long de celles-ci.

Dans cette variante, l'oxygène liquide du bain 5 s'écoule par les trous 29, à un débit correspondant à celui de la pompe de remontée de 25 l'oxygène liquide, et est ainsi prédistribué sur toute la longueur des passages 17; ces liquides tombent alors sur le garnissage 24 situé juste au-dessous (ce garnissage a été représenté très schématiquement sur la figure 3) Comme précédemment, le garnissage 24 assure une distribution fine uniforme de l'oxygène liquide sur toute la longueur des passages 17, 30 et ce liquide ruisselle ensuite le long des ondes 19 et des parois 4 correspondantes L'échange de chaleur entre l'oxygène et l'azote commence pendant le passage de l'oxygène Iiquide à travers les garnissages 24, lesquels se trouvent au même niveau que ies ondes 20 de distribution de

l'azote gazeux.

Comme illustré à la figure 4, les trous 29 des barres 28, au lieu d'gtre d'un diamètre constant sur toute la hauteur de ces barres, peuvent avoir un diamètre élargi dans la plus grande partie de leur

hauteur par un contre-alésage 29 A réalisé à partir du bas.

La figure 5 montre que des trous analogues peuvent également être obtenus par perforation de l'âme supérieure 30 de profiles en U constituant les barres 28 L'avantage de ces deux réalisations réside dans le fait que la partie utile des trous 29, qui définit la section de passage de l'oxygène liquide, est de courte longueur et donc moins

sujette à l'apparition de bouchages ou de vaporisation indésirable.

Dans les échangeurs de chaleur des figures 2 et 3, l'oxygène vaporisé s'évacue par le bas en même temps que l'oxygène liquide en 10 excès Dans le mode de réalisation de la figure 6, au contraire, l'oxygène vaporisé est libre de s'évacuer à la fois par le haut et par le bas. L'échangeur de la figure 6 est identique à celui de la figure 2 Anu k A-o -1 N l, A, n' niirpl, du bord supérieur des barres 21 qui

limitent supérieurement les passages d'azote 18.

Juste au-dessus de ces barres 21, chaque plaque 4 comporte une rangée horizontale de trous 31 Au-dessus de ceux-ci, les plaques 4 s'étendent sur une hauteur importante, jusqu'à un niveau supérieur à celui de la surface libre du bain 5 d'oxygène liquide Dans les 20 intervalles situés au-dessus des barres 21 sont disposées des ondes entretoises 32 à génératrices verticales analogues aux ondes 23 de la figure 2 Dans les intervalles restants, un espace libre 33 est prévu au niveau des trous 31, au-dessus des ondes 19, et cet espace est surmonté, de bas en haut par le garnissage 24 précédemment décrit, par une barre 28 25 à trous 29 analogue à celles de la figure 3, et par une onde-entretoise

34 analogue aux ondes 32 mais à génératrices horizontales.

L'alimentation du bain 5 s'effectue latéralement par une boite d'alimentation 35 située au-dessus de la boite 8 et débouchant dans les espaces occupés par les ondes 34 Pour cela, les barres 36 qui ferment de 30 ce côté les passages 17 d'oxygène ne s'étendent vers le haut que jusqu'au

niveau du bord supérieur des barres 28.

En fonctionnement, on maintient dans la boite 35 un niveau d'oxygène liquide constant approprié Le bain 5 surmonte les barres 28 et, comme à la figure 1, l'oxygène liquide s'écoule par les trous 29 dans le garnissage 24, qui le distribue uniformément de façon fine, puis ruisselle dans les passages 17 en échange de chaleur avec l'azote contenu dans les passages 18 L'oxygène vaporisé peut s'évacuer soit vers le bas, comme précédemment, soit vers le haut en passant par les trous 31 et les espaces contenant les ondes 32, comme indiqué par des flèches sur la

figure 6.

Dans ce mode de réalisation, on peut également, en variante, 5 fermer les passages 17 à leur extrémité inférieure et recueillir

l'oxygène liquide au moyen d'une onde oblique de collection et d'une boite collectrice horizontale reliée par une conduite au bain d'oxygène liquide situé en cuve de la colonne basse pression Dans ce cas, la totalité de l'oxygène vaporisé sort de l'échangeur par le haut, de la 10 façon décrite ci-dessus.

L'échangeur de chaleur illustré à la figure 7 ne diffère de celui de la figure 2 que par la manière dont l'oxygène est distribué et évacué En effet, dans chaque passage 17, le garnissage 24 est supprimé; les jets d'oxygène liquide 37 sortant des trous 27 frappent la plaque 4 15 en regard et s'étalent sur celle-ci L'espacement et le diamètre de ces

trous sont choisis de manière que les nappes d'allure parabolique ainsi formées se rejoignent en une nappe continue un peu au-dessus des ondes d'échange thermique 19 Ainsi, la prédistribution de l'oxygène est encore assurée par les trous 27, tandis que sa distribution fine est assurée par 20 les plaques 4 elles-mêmes.

Ce mode de distribution est-particulièrement simple et présente

l'avantage de ne pas créer d'obstacle important à l'évacuation de l'oxygène vaporisé par le haut -des passages 17, comme représenté.

L'extrémité inférieure des passages 17 peut alors être soit obturée et 25 pourvue de moyens de collection de l'excès d'oxygène liquide, soit ouverte pour laisser également à l'oxygène gazeux la possibilité de

s'évacuer par le bas.

Pour améliorer l'étalement des jets d'oxygène liquide sur la plaque 4, on peut modifier localement l'état de surface de celle-ci, en 30 particulier par striage, de préférence horizontal, et/ou prévoir un

obstacle horizontal 38 en saillie sur cette plaque au-dessus des jets, comme représenté en trait interrompu L'amélioration de l'étalement des jets permet, pour un débit donné, d'utiliser des trous 27 plus grands en plus petit nombre, ce qui réduit le risque de bouchage de ces trous par 35 des particules en suspension dans le liquide.

En variante (figure 8), les zones d'étalement des jets peuvent

être prévues sur des plaques supplémentaires 39 accolées aux plaques 4.

La région de l'échangeur située au-dessus des barres 21 ne nécessite aucune onde Pour l'assemblage de l'échangeur par brasage, on peut disposer dans cette région, entre les plaques 4, des cales d'épaisseur que l'on retire ensuite, les plaques 39 étant éventuellement rapportées ultérieurement En variante, comme représenté, on peut utiliser comme entretoises des ondes 23 en tôle forte et à grand pas, ces ondes étant interrompues au niveau des trous 27 et dans les zones d'étalement des jets A la figure 8, on a représenté dans les passages 17 une onde 23 en deux parties, respectivement au-dessus et au-dessous 10 des trous 27, avec une zone striée 40 en regard de ces trous et une autre zone striée 41 entre l'onde 23 et l'onde 19 Cette figure 8 montre par ailleurs que de telles ondes 23 permettent la mise en place simultanée

des plaques supplémentaires 39.

En variante, on peut prévoir des trous 27 dans toutes les 15 plaques 4, avec bien entendu un décalage convenable, afin d'alimenter

chaque passage 17 avec deux nappes d'oxygène liquide.

Dans chaque mode de réalisation de l'échangeur suivant

l'invention, le circuit d'azote est classique On peut donc le remplacer par d'autres types connus de circuits d'azote, notamment par ceux décrits 20 dans le brevet FR 78 20 757 de la demanderesse.

Par ailleurs, un ou plusieurs échangeurs de chaleur suivant l'invention peuvent être installés à l'intérieur d'une double colonne de distillation d'air dont la colonne basse pression est superposée à la

colonne moyenne pression.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé pour vaporiser un liquide par échange de chaleur avec un deuxième fluide au moyen d'un échangeur de chaleur ( 2) comprenant un corps parallélépipédique formé d'un assemblage de plaques verticales parallèles ( 4) définissant entre elles une multitude de passages plats ( 17,18), procédé du type dans lequel on envoie le liquide dans un premier ensemble de passages ( 17) et le deuxième fluide dans les passages restants ( 18), caractérisé en ce qu'on distribue le liquide en deux stades à l'extrémité supérieure des passages ( 17) dudit premier ensemble, sur toute la longueur horizontale de ceux-ci, les deux stades comprenant 10 une prédistribution grossière du liquide sur toute la longueur des passages ( 17) dudit premier ensemble, puis une distribution fine sur

toute la longueur de ces passages du liquide ainsi prédistribuoé.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit de liquide est adapté pour assurer en permanence la présence d'un 15 film liquide sur pratiquement toute l'étendue de toutes les parois ( 4,19)

contenues dans chacun des passages dudit premier ensemble ( 17).

3 Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce qu'on oblige le gaz résultant de la vaporisation du liquide ainsi que le liquide en excès à sortir de l'échangeur ( 2) par le 20 bas.

4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'on prélève le liquide dans un bain ( 5) de liquide

prévu au sommet de l'échangeur.

Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que 25 ledit bain de liquide est à niveau régulé.

6 Procédé suivant l'une des revendications 4 et 5,

caractérisé en ce qu'on met les passages ( 17) dudit premier ensemble en communication avec un espace libre situé au-dessus du bain ( 5) de liquide.

7 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce qu'on envoie dans ledit premier ensemble de passages

( 17) un excès de liquide du même ordre que le débit de liquide vaporisé.

8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que le liquide est de l'oxygène liquide et le deuxième 35 fluide de l'azote gazeux en cours de condensation.

1 i 2547898 9 Echangeur de chaleur pour la mise en oeuvre d'un procédé

suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 21,27; 28,29,29 A) de prédistribution du liquide débouchant sur des moyens ( 24; 4; 40, 41) de distribution fine du

liquide disposés à l'extrémité supérieure de chacun des passages ( 17)

dudit premier ensemble.

Echangeur de chaleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de prédistribution comprennent des ouvertures ( 27; 29, 29 A), notamment une rangée horizontale de trous, et 1 des moyens de retenue ( 21, 28) pour former un bain de liquide ( 5)

au-dessus de ces ouvertures.

11 Echangeur de chaleur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent des barres ( 21) limitant les passages ( 18) dudit deuxième ensemble à leur extrémité 15 supérieure, à une certaine distance de l'extrémité supérieure des plaques verticales ( 4), lesdites ouvertures ( 27) étant percées dans les plaques

au-dessus de ces barres.

12 Echangeur de chaleur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent des barres 20 ( 28) limitant les passages ( 17) dudit premier ensemble à leur extrémité supérieure, lesdites ouvertures ( 29, 29 A) étant ménagées verticalement

dans ces barres.

13 Echangeur de chaleur suivant la revendication 12,

caractérisé en ce que chaque ouverture ( 29,29 A) est constituée par un 25 trou contre-alésé.

14 Echangeur de chaleur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que chaque barre ( 28) est un profilé en U ouvert vers

le bas et comportant dans son âme ( 30) une série de trous ( 29).

Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des 30 revendications 10 à 14, pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant la

revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 31) pour faire communiquer une région des passages ( 17) dudit premier ensemble située au-dessous des moyens de distribution fine ( 24) avec un espace

libre situé au-dessus du bain ( 5).

16 Echangeur de chaleur suivant les revendications 12 et 15

prises ensemble, caractérisé en ce que les plaques ( 4) s'étendent jusqu'au dessus du niveau du bain ( 5), en ce que des barres

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supplémentaires ( 21) limitent vers le haut les passages ( 18) dudit deuxième ensemble, et en ce que lesdits moyens de communication comprennent des ouvertures ( 31) ménagées dans les plaques ( 4) au-dessus de ces barres supplémentaires et au-dessous desdits moyens de distribution fine ( 24). 17 Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des

revendications 9 à 16, caractérisé en ce que lesdits moyens de

distribution fine ( 24) comprennent un garnissage.

18 Echangeur de chaleur suivant la revendication 12, 10 caractérisé en ce que le garnissage ( 24) est constitué par une onde à

génératrices horizontales et à décalage vertical partiel.

19 Echangeur de chaleur suivant la revendication 11,

caractérisé en ce que lesdits moyens de distribution fine ( 4; 40, 41) comprennent une surface d'étalement des jets de liquide sortant desdites 15 ouvertures ( 27).

Echangeur de chaleur suivant la revendication 19, caractérisé en ce que ladite surface ( 40, 41) est striée, de préférence horizontalement. 21 Echangeur de chaleur suivant la revendication 19, caractérisé en ce que ladite surface ( 4) porte un relief ( 38) situé

au-dessus des jets.

22 Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des

revendications 9 à 21, caractérisé en ce que lesdits moyens de distribution fine ( 24) sont disposés au même niveau qu'un dispositif ( 20) 25 de répartition du deuxième fluide dans les passages ( 18) dudit deuxième

ensemble. 23 Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des

revendications 9 à 21, caractérisé en ce que lesdits moyens de distribution fine ( 24; 4; 40, 41) sont disposés entièrement au-dessus 30 d'un dispositif ( 20) de répartition du deuxième fluide dans les passages

( 18) dudit deuxième ensemble 24 Installation de séparation d'air par distillation, du type comprenant une première colonne de distillation ( 1) fonctionnant sous une pression relativement élevée, une deuxième colonne de 35 distillation fonctionnant sous une pression relativement faible, et un échangeur de chaleur ( 2) permettant de mettre le liquide de cuve de la deuxième colonne en relation d'échange thermique avec le gaz de tête de

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la première colonne, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur est tel que défini dans l'une quelconque des revendications 9 à 23, et en ce que l'installation comprend des moyens d'alimentation ( 6, 6 A; 35) pour fournir le liquide auxdits moyens de prédistribution ( 21,27; 28,29,29 A), et des moyens ( 8) d'alimentation en gaz des passages ( 18) dudit deuxième ensemble.

Installation suivant la revendication 24, caractérisée en ce que lesdits moyens d'alimentation ( 6,6 A; 35) comprennent des moyens pour créer un bain ( 5) de liquide au sommet de l'échangeur ( 2). 10 26 Installation suivant la revendication 25, caractérisée en

ce que lesdits moyens d'alimentation ( 6,6 A; 35) comprennent des moyens ( 6 A) de régulation du niveau dudit bain.