FR2826879A1

FR2826879A1 - Bande pour module de garnissage, module et installation correspondants

Info

Publication number: FR2826879A1
Application number: FR0109021A
Authority: FR
Inventors: Etienne Werlen; Bot Patrick Le; Jean Yves Lehman
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: FR2826879B1

Abstract

Cette bande en matière en feuille pour module de garnissage de traitement d'un liquide comporte des bandes partielles ondulées (34) à ondulations qui, lorsque la bande est disposée dans un plan général vertical avec ses bords horizontaux, ont une orientation générale inclinée par rapport à une direction générale de circulation dudit liquide. Elle comprend des ouvertures (44) ayant des bords de forme générale allongée. La direction des bords de la région inférieure des ouvertures et le sens d'écoulement naturel (s) du liquide dans au moins 75% de la longueur des bords de cette région inférieure forment un angle compris entre 0degre et 20degre. Application aux colonnes de distillation d'air.

Description

La présente invention concerne une bande en matière en feuille, notamment en tôle, pour module de garnissage de traitement d'un liquide, du type comportant des bandes partielles ondulées dont les ondulations, lorsque la bande est disposée dans un plan général vertical avec ses bords horizontaux, ont une orientation générale inclinée par rapport à une direction générale de circulation dudit liquide, sensiblement verticale, et comprenant des ouvertures de forme générale allongée ayant des bords s'étendant suivant la direction générale de l'ouverture.

On entend par garnissage un dispositif destiné au mélange d'une phase et/ou à la mise en contact de plusieurs phases circulant à co-courant ou à contre-courant. Dans le garnissage peut en particulier se produire un échange de chaleur et/ou de matière et/ou une réaction chimique. Une application particulière de l'invention réside dans les colonnes séparant des mélanges gazeux, notamment les colonnes de distillation d'air.

On connaît dans 11 état de la technique des installations de distillation d'air comprenant des modules, également appelés packs , de garnissage ondulé-croisé.

Les modules comprennent des tôles ondulées disposées verticalement, tôles dont les ondulations sont obliques par rapport à une direction générale de circulation de fluide dans l'installation, et inclinées alternativement, généralement croisées de 900, d'une tôle à l'autre.

Les modules de garnissage sont enfilés dans la colonne de distillation de façon à ce que les tôles d'un module soient décalées angulairement par rapport aux tôles d'un module adjacent autour de l'axe de la colonne, généralement de 900 d'un module à l'autre.

Afin d'améliorer 11 échange entre un liquide et un gaz qui s'écoulent dans le module de garnissage, on a proposé dans l'état de la technique des ouvertures qui sont

ménagées dans les tôles. Ces ouvertures conduisent à un changement de l'écoulement du gaz d'un côté à l'autre de la tôle du garnissage et améliorent l'échange avec le liquide.

Il existe deux catégories de ces ouvertures :
Premièrement, des ouvertures qui sont suffisamment petites pour qu'elles puissent être remplies par un film de liquide continu ou pour que le liquide puisse les contourner sans créer une zone sèche en aval. Des garnissages comprenant de telles ouvertures sont connus par exemple des documents CA-A-1 095 827, US-A-4,740, 334, EP-A-0 158 917, US-A-4,604, 247, EP-A-0 218 417 et US-A-5,057, 250.

Deuxièmement, des ouvertures de grandes dimensions qui favorisent la turbulence du gaz mais gênent l'écoulement du liquide et créent des zones sèches en aval. Des garnissages comportant de telles ouvertures sont connus par exemple des documents EP-A-0 750 940, US-A-4,670, 196, US-A- 5,407, 607, US-A-5,578, 254, US-A-5,885, 69, et EP-A-1 029 588.

L'invention a pour but de proposer des garnissages qui permettent un échange amélioré entre le liquide et le gaz.

A cet effet, l'invention a pour objet une bande du type précité, caractérisée en ce que les ouvertures comportent, à partir de leur point bas, une région inférieure dont lesdits bords sur au moins 75% de leur longueur totale, s'étendent suivant une direction qui forme avec le sens d'écoulement naturel du liquide en chaque point correspondant un angle compris entre 00 et 200, notamment entre 00 et 100.

Selon des modes particuliers de réalisation, la bande peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les bords de ladite région inférieure s'étendent sur au moins 90% de leur longueur totale suivant une

direction qui forme ledit angle compris entre 00 et 20 , notamment entre 00 et 100 ; - les bords de ladite région inférieure s'étendent sur leur longueur totale suivant une direction qui forme ledit angle compris entre 00 et 20 , notamment entre 00 et
100 ; les bords de tout le pourtour des ouvertures s'étendent suivant une direction qui forme ledit angle compris entre 00 et 20 , notamment entre 00 et 100 ; - les ouvertures sont des triangles dont la pointe formée par les deux côtés les plus longs est dirigée sensiblement dans le sens d'écoulement naturel du liquide ; - lesdites ouvertures ont des dimensions telles qu'elles évitent un recouvrement par un film dudit liquide ; - la direction des bords desdites ouvertures, au moins dans ladite région inférieure, est sensiblement parallèle au sens d'écoulement naturel du liquide sur la surface de la bande au voisinage des bords de l'ouverture ; - la bande comporte des surfaces lisses de sorte que le sens d'écoulement naturel du liquide est, sur ces surfaces, la direction de plus grande pente de la bande ; - la distance entre deux lignes de crête ou de vallée des bandes partielles dans la direction du bord horizontal de la bande est identique sur toute la surface d'une région courante de la bande, et la périodicité des ouvertures dans la région courante de la bande est identique à ladite distance dans la direction du bord horizontal ou est un faible multiple entier de cette distance, notamment compris entre 2 et 4, et les ouvertures successives séparées d'une distance égale à ladite distance suivant la direction du bord horizontal de la bande sont identiques ; - la bande comprend, dans sa région courante, des ouvertures disposées à une distance d'un sous-multiple de

ladite distance, notamment de la moitié de cette distance, suivant la direction du bord horizontal de la bande ; - l'angle de pliage des ondulations des bandes partielles, la hauteur de ces ondulations, le rayon de courbure et l'inclinaison de ces ondulations par rapport au bord sont identiques sur toute la surface de la bande ; - la bande comprend des première et seconde bandes partielles ondulées adjacentes et décalées l'une par rapport à l'autre, notamment d'un demi-pas d'onde, et les bandes partielles présentent des sens d'écoulement naturel du liquide différents les uns des autres ; les bords desdites ouvertures des bandes partielles s'étendent dans une direction intermédiaire entre lesdits sens d'écoulement naturel du liquide, notamment sensiblement parallèlement à la bissectrice des deux sens ; - lesdites ouvertures sont constituées par des volets pliés hors du plan de la bande, volets qui sont définies par une fente courbe ménagée dans la bande ; - lesdites ouvertures sont constituées par des bossages ménagés sur un côté d'une fente, notamment en forme de cône partiel ou en forme de cylindre partiel ; - lesdites ouvertures sont constituées par des parties vrillées s'étendant entre deux fentes parallèles ; - lesdites ouvertures sont constituées par des plis rentrants qui s'étendent sur un côté d'une fente qui traverse la crête d'un pli de la bande ; - la bande comprend à au moins une de ses régions supérieure ou inférieure des moyens d'étalement de liquide transversalement à la direction principale d'écoulement de fluide, notamment des stries ou des perforations ménagées dans la bande ; - la bande de garnissage est dépourvue desdites ouvertures dans ladite région supérieure et/ou inférieure ; et

- la bande comprend, dans sa région supérieure et/ou inférieure des moyens de réduction de perte de charge.

L'invention a en outre pour objet un module de garnissage pour colonne d'échange de matière et/ou de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un empilement de bandes telles que définies ci-dessus avec leurs directions d'ondulation inversées d'une bande à la suivante.

L'invention a en outre pour objet une installation d'échange de matière et/ou de chaleur comprenant au moins un module de garnissage tel que défini ci-dessus et un dispositif de distribution de liquide sur la surface supérieure du module.

Suivant un mode particulier de réalisation de cette installation, le dispositif de distribution de liquide comprend un distributeur et/ou un module de garnissage favorisant l'étalement du liquide transversalement par rapport à la direction principale d'écoulement.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : les Figures 1A et 1B représentent des plaques fendues inclinées et alimentées en liquide ; - la Figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une colonne d'échange de matière et/ou de chaleur comprenant des modules de garnissage selon l'invention ; - la Figure 3 représente le détail III de la Figure 2 à plus grande échelle ; - la Figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la Figure 3 ; - la Figure 5 est une vue en perspective du détail représenté à la Figure 3 ;

- la Figure 6 est une vue de plan d'un flan utilisé pour la fabrication de la partie de bande de garnissage de la Figure 3 ; les Figures 7A à 7H représentent des vues en perspective ou de côté de variantes d'ouvertures ménagées dans des bandes de garnissage selon l'invention ; - la Figure 8 est une vue de côté d'une variante d'une bande de garnissage selon l'invention ; et - la Figure 9 est le détail IX de la Figure 8 à plus grande échelle.

Tout d'abord, on va expliquer le problème à la base de l'invention et le principe de sa solution à l'aide des
Figures 1A et 1B.

Sur la Figure lA, on a représenté une plaque lisse P inclinée d'un angle a par rapport à la verticale (force de pesanteur Fp). Un liquide s'écoule sur la surface supérieure de la plaque.

La plaque P présente une direction de plus grande pente G définie par la section de la surface de la plaque avec un plan vertical perpendiculaire à celle-ci. Lorsqu'on alimente la plaque P en liquide, ce dernier s'écoule selon un sens S naturel d'écoulement, qui coïncide dans le cas de cette plaque à surface lisse P avec la direction de la plus grande pente G.

Deux fentes rectangulaires FI et F2 sont ménagées dans la plaque P. Les bords longitudinaux respectifs Bl et B2 des fentes FI et F2 définissent des angles, respectivement y, avec la direction de plus grande pente G.

L'angle P est supérieur à un angle de décollage du liquide du bord d'une fente, tandis que l'angle y est inférieur à celui-ci.

L'angle de décollage du liquide dépend de la viscosité du liquide et du matériau de la plaque.

Du fait que l'angle ss est supérieur à l'angle de décollage du liquide, le liquide goutte du bord B1 de la fente F1 et crée une zone sèche Z en aval de cette fente.
Dans cette zone Z un échange de chaleur et/ou de matière entre le liquide et un gaz n'est pas possible.

Par contre, grâce à l'angle y faible, c'est-à-dire inférieur à l'angle de décollage du liquide, le liquide s'écoule autour des bords B2 de la fente F2 et recouvre la partie de la plaque située en aval de cette fente. En conséquence, un échange entre un gaz et du liquide a lieu à cet emplacement. De préférence, l'angle y est 00, c'est-àdire que les bords de la fente F2 s'étendent parallèlement au sens d'écoulement naturel de liquide. L'angle y peut être compris entre 00 et 200, notamment entre 00 et 100.

Sur la Figure 1B, on a représenté une plaque P' disposée de la même façon que la plaque P. Cette plaque P' comporte des stries obliques par rapport à l'horizontale. Le sens S'd'écoulement naturel du liquide s'écoulant sur cette plaque P'diffère de la direction de plus grande pente G de cette plaque P'd'un angle 8.

L'écoulement du liquide est dévié vers la direction des stries. Les bords longitudinaux B1'de la fente F1' forment également un angle ss avec le sens d'écoulement naturel du liquide S'. En conséquence, une zone sèche Z'est créée en aval de la fente F1'.

La fente F2'et ses bords longitudinaux B2' s'étendent suivant l'angle y par rapport au sens S' d'écoulement naturel du liquide. Cette fente F2'ne crée donc pas de zone sèche en aval de d'écoulement du liquide.

Sur la Figure 2, on a représenté une colonne d'échange de matière et/ou de chaleur 2 selon l'invention à axe général vertical X-X. La colonne 2 comprend, à son extrémité supérieure 4, une entrée de liquide 6, débouchant

dans un distributeur 8 qui distribue le liquide sur la section transversale de la colonne 2, ainsi qu'une sortie de vapeur 10. A son extrémité inférieure 12, elle comprend une entrée de vapeur 14 et une sortie de liquide 16. La colonne
2 comprend en outre une virole cylindrique.

Un module de garnissage 18 qui favorise l'étalement du liquide transversalement à l'axe X-X est disposé dans la virole V directement au-dessous du distributeur 8. Un tel module 18 est connu en soi, et est par exemple un module de garnissage comprenant un garnissage ondulé-croisé à perforations ou à stries.

Une pluralité de modules de garnissage 20 selon l'invention est disposée dans la virole V au-dessous du module 18. Un support inférieur 22 maintient les modules de garnissage 18,20. Chaque module de garnissage 20 comprend une multitude de bandes ondulées de garnissage 24. Les bandes 24 sont disposées chacune parallèlement à une direction générale Df de circulation de fluide dans la colonne 2, à savoir verticalement, et les unes contre les autres. Chaque bande 24 comprend des régions s'étendant horizontalement, les unes au-dessus des autres, supérieure 26, transition supérieure, courante 28, transition inférieure 30 et inférieure 32. Sur la Figure 3, on a représenté une partie d'une bande de garnissage 24 en vue de côté, à savoir une partie de la région courante 28, la région inférieure 32 ainsi que la région de transition inférieure 30.

La région courante 28, en vue de côté, est constituée d'une succession de bandes partielles 34 de direction générale Di inclinée par rapport à la verticale (Df).

Chaque bande partielle 34 est constituée de surfaces planes reliées alternativement par des lignes de crêtes 36 et des liqnes de vallées 38. Les liqnes 36,38 ont une même

inclinaison Dl qui est, en l'occurrence, sensiblement de 450 par rapport au bord inférieur 40 de la bande de garnissage
24. Les lignes de crêtes 36/de vallées 38 d'une bande partielle 34 prolongent les lignes de vallées 38/de crêtes
36 des deux bandes partielles 34 adjacentes.

Deux bandes partielles 34 sont séparées par une rangée 42 d'ouvertures 44, rectilignes en vue de côté.

Chaque ouverture 44 croise la jonction d'une ligne de crête 36 d'une bande partielle 34 et de la ligne de vallée 38 de la bande partielle 34 adjacente. Les ouvertures 44 d'une même rangée 42 sont décalées d'une ouverture 44 à la suivante, suivant la direction Dl, d'une faible distance d, définissant des traverses 46 ou lignes de liaison entre deux bandes partielles 34 adjacentes.

Suivant la direction horizontale, les ouvertures 44 sont disposées parallèlement les unes par rapport aux autres à une distance a'. Cette distance a'est, mesurée suivant la direction du bord horizontal 40 de la bande, la moitié de la distance 2'entre deux lignes de crêtes 36 successives.

Ainsi, en vue de côté, chaque bande partielle 34 de la région courante 28 présente une succession de losanges 48 approximatifs inclinés alternativement vers l'avant et vers l'arrière du plan de la Figure 3.

Deux losanges 48 approximatifs successifs forment un angle de 600 entre eux, en vue en bout (voir Figure 4).

Cette inclinaison est inversée d'une bande partielle 34 aux bandes partielles adjacentes, suivant la direction

Di.

La région de transition inférieure 30 comporte des ouvertures 44 identiques à celles de la région courante 28.

Comme différence, les ouvertures 44 ont une distance i les unes par rapport aux autres, selon la direction horizontale, qui est deux fois la distance a'des ouvertures 44 de la

région courante 28 entre elles. En d'autres termes, une ouverture 44 sur deux est supprimée.

La région inférieure 32 ainsi que la région supérieure 26 sont constituées d'une partie ondulée de la bande de garnissage dépourvue d'ouvertures. La surface de cette région est constituée de prolongements des surfaces de losanges 48 des régions de transition.

A l'état monté du module de garnissage 20, les bandes de garnissage 24 sont disposées l'une contre l'autre de telle sorte que les lignes de vallées 38 et de crêtes 36 d'une bande sont décalées de sensiblement 900 par rapport à celles d'une bande 24 adjacente, c'est-à-dire que leurs directions Dl sont inclinées de sensiblement 450 dans un sens et dans l'autre par rapport à la direction Df d'une bande 24 à l'autre.

Les bords 50 de chaque ouverture 44 s'étendent, en vue de côté, suivant une direction Do inclinée à 590 par rapport à l'horizontale, ce qui correspond, pour un angle de 600 entre deux losanges 48 approximatifs et pour une direction de 450 des lignes de crêtes/de vallées d'une bande 24 lisse, au sens S d'écoulement naturel de liquide, donc, pour l'exemple donné, à la direction de plus grande pente G de la Figure 1A.

Du liquide qui s'écoule sur la surface de la bande 24 s'écoule donc sensiblement parallèlement aux bords 50 des ouvertures 44. En conséquence, la création de zones sèches en aval des ouvertures 44 lors de l'écoulement du liquide est fortement diminuée, ou évitée. Les modules 20 selon l'invention présentent donc une surface effective d'échange entre gaz et liquide importante. Chaque ouverture 40 conduit à un sectionnement de l'écoulement du gaz et à la création de turbulences augmentant l'efficacité d'échange du garnissage. De plus, chaque ouverture 44 présente une

dimension importante, de sorte qu'elle conduit à une faible perte de charge.

De façon générale, la direction des bords doit être suffisamment voisine du sens S d'écoulement naturel du liquide pour éviter un gouttage du liquide des bords.

L'inclinaison possible est généralement située entre 00 et
200 par rapport au sens d'écoulement naturel de liquide.

Dans le cas de la bande 24, l'inclinaison par rapport à la verticale des surfaces est identique en chaque point de la bande de garnissage 24. En conséquence, le sens
S d'écoulement naturel de liquide est également identique en chaque point de la bande 24. D'une manière générale, lorsque la bande comporte des parties qui ne sont pas planes (par exemple des plis à section arrondie), les bords des ouvertures doivent s'étendre de telle sorte qu'en chaque point du bord de l'ouverture, la direction de la tangente au bord en ce point est voisine du sens S d'écoulement naturel du liquide en ce point de la bande, ou de préférence identique à ce sens.

La bande 24 est fabriquée en tôle à partir d'un flan 24A plat.

Sur la Figure 6, on a représenté une partie de ce flan. Cette partie est utilisée pour la fabrication de la partie de la bande 24 de la Figure 3. Les références du flan correspondent aux références des parties correspondantes de la bande de garnissage 34, avec un A ajouté.

Ce flan est une tôle mince, lisse et plate.

Le flan 24A comprend une région courante 28A, comportant des colonnes 42A de fentes 44A. Chaque fente 44A est une fente rectiligne et disposée perpendiculairement par rapport au bord inférieur 40A du flan 24A. Chaque fente 44A s'étend d'une zone située à mi-distance entre deux futures lignes de crête 36A et de vallée 38A (indiquées en pointillés sur la Figure 6) à travers une de ces futures

lignes 36A, 38A jusque dans une zone située à mi-distance entre les futures lignes de vallée 38A/de crête 36A adjacentes. Les fentes 44A d'une rangée verticale 42A sont décalées de l'une à la suivante, suivant la direction des futures lignes de crête 36A ou de vallée 38A, de la distance d précitée.

Les fentes 44A d'une rangée 42A sont disposées, par rapport aux fentes 44A de la rangée 42A, adjacente à une distance a qui correspond à la moitié de la distance p entre deux futures lignes de crêtes 36A (ou de vallées 38A), mesurée suivant le bord 40A. En outre, les fentes 44A de deux rangées 42A adjacentes sont disposées à des distances identiques par rapport au bord du plan. En d'autres termes, les fentes 44A du flan constituent des rangées horizontales 56 parallèles au bord 40A. Deux rangées 56 sont séparées par une zone de liaison 58 dépourvue de fentes 44A.

Le flan 24A comprend en outre une région de transition 30A qui comporte une rangée horizontale 60 de fentes. Dans cette région, une fente 44A sur deux est supprimée. La rangée inférieure 56 de la région courante 28A et la rangée 60 sont séparées par une zone de liaison 62 dépourvue de fente, analogue aux zones de liaison 58.

Le flan 24A comporte en outre une région inférieure pleine 32A qui est lisse et plate et qui correspond à la région inférieure 32 de la bande de garnissage.

En conséquence, la périodicité des fentes 44A de la région courante 28A du flan est identique à la distance de futures lignes de crêtes 36A/vallées 38A p, et l'outil de découpe et de pliage utilisé pour la fabrication de la bande 24 peut être particulièrement simple. De façon générale, les fentes 44A sont disposées à une distance correspondant à un faible multiple entier N de la distance entre lignes de crête, par exemple allant jusqu'à 4.

La fabrication de la bande de garnissage à partir du flan 24A fendu est effectuée par pliage avec un angle de pliage de 600, avec avance de la bande par pas successifs, au moyen de réglettes de configuration appropriée. Du fait de ce pliage, les fentes 44A s'ouvrent en conséquence, et forment les ouvertures 44 (voir Figures 4 et 5).

Par ce pliage à 60 , les lignes de crêtes/de vallées viennent se placer à un angle de 450 par rapport à l'horizontale.

Sur les Figures 7A à 7H, on a représenté différentes variantes de réalisation d'ouvertures 70A à 70G ménagées dans une bande de garnissage selon l'invention.

Sur chacune des Figures 7A à 7H, la flèche S indique le sens d'écoulement naturel de liquide, et les bords 72A à
72E, 72G des ouvertures 70A à 70E, 70G s'étendent sensiblement parallèlement à celui-ci, au sens expliqué plus haut.

La Figure 7A montre un volet 74 fabriqué à partir d'une fente légèrement courbe, notamment en arc de cercle, et repoussé en dehors du plan de la bande selon une corde 76 sensiblement parallèle au sens d'écoulement naturel S du liquide.

La Figure 7B montre une ouverture 70B formée par un bossage 78 embouti en forme de cône partiel sur un côté d'une fente droite 71B sensiblement parallèle au sens S.

La Figure 7C montre cinq ouvertures 70C parallèles de longueur identique, sensiblement parallèles au sens S, ménagées dans la bande de garnissage. Les quatre zones s'étendant entre les ouvertures sont vrillées autour d'un axe parallèle aux ouvertures en formant des persiennes 80.

La Figure 7D représente deux ouvertures 70D formées par deux fentes parallèles 71D de longueur identique, sensiblement parallèles au sens S, entre lesquelles s'étend un bossage 82 embouti de forme partiellement cylindrique.

Les Figures 7E et 7F montrent une partie 84 pliée d'une bande de garnissage. Une fente est ménagée obliquement à travers la crête 86 du pli et la bande comporte sur un côté de la fente un pli rentrant 88 en formant une ouverture
70E. Le pli rentrant 88 présente une profondeur décroissante et s'étend jusqu'en un point 71E distant de l'ouverture 70E.

La partie de bande de garnissage représentée sur les
Figures 7G et 7H correspond essentiellement à celle des
Figures 7E et 7F. Comme différence, cette partie comprend deux ouvertures 70G réalisées à partir de deux fentes obliques parallèles de longueurs identiques. La partie 90 de la bande se trouvant entre les deux fentes forme un pli rentrant de profondeur constante.

Sur la Figure 8, on a représenté une variante d'une bande de garnissage selon l'invention. Cette bande de garnissage 100 est constituée de premières et secondes bandes partielles alternées 102,104, ondulées et parallèles, à pas d'onde différents, mesurés suivant le bord de la bande. Les ondulations 106,108 des bandes 102,104 sont inclinées par rapport à l'horizontale, à l'état monté de la bande, suivant des angles différents. En conséquence, les premières bandes partielles 102 présentent un sens d'écoulement naturel de liquide SI qui diffère du sens d'écoulement naturel du liquide S2 des secondes bandes partielles 104 (Figure 9). L'ondulation d'une bande partielle 102,104 est décalée d'un demi-cran par rapport à une bande partielle 104,102 adjacente, de sorte que des vallées d'une bande partielle 102,104 se trouvent en vis-àvis des crêtes d'une bande partielle 104,102 voisine. Les bandes partielles 102,104 forment des ouvertures 109 entre elles.

Les bords 110,112 des bandes partielles 102,104 sont rectilignes et disposés parallèlement au sens moyen SM des sens SI et S2 d'écoulement naturel de liquide des

premières et secondes bandes partielles 102,104. Ce sens d'écoulement moyen SM est intermédiaire entre les deux sens SI, S2 d'écoulement et est, de préférence, identique à la bissectrice de ces deux sens.

Cette bande de garnissage 100 augmente la turbulence du gaz et donc l'efficacité d'échange entre le gaz et le liquide tout en évitant sensiblement totalement la création de zones sèches.

On peut réaliser la bande 100 par soudage des bandes partielles les unes aux autres, ou par découpage et pliage d'un flan plein au moyen de deux jeux de réglettes de pliage.

En variante, un module de garnissage qui comprend une bande de garnissage selon l'invention peut comporter à sa partie supérieure et/ou inférieure des moyens d'étalement du liquide transversalement à la direction générale d'écoulement. Ces moyens d'étalement peuvent être formés par des stries ou des perforations ménagés dans la partie correspondante de la bande (telle que les régions supérieure 26 ou inférieure 30 de la bande 24), cette partie étant, dans cet exemple, dépourvue des ouvertures telles que 52,54 de la région courante 28 de la bande.

On constate que les garnissages selon l'invention résultent en une grande surface de contact du liquide avec le gaz, tout en permettant une turbulence et un sectionnement de l'écoulement du gaz et évitant sensiblement toute création de zones sèches.

Les colonnes ayant des garnissages selon l'invention présentent un volume de garnissage faible et un coût faible, pour un débit de traitement donné.

De façon générale, au moins 75% de la région inférieure des ouvertures s'étend suivant un angle y compris entre 00 et 200 par rapport au sens d'écoulement naturel du liquide. Plus la partie des bords qui s'étend suivant

l'angle y précité est grande, plus la création de zones sèches est évitée. Ainsi, la région inférieure comprend, par

exemple 90% ou 100% des bords s'étendant suivant cet angle y.

La région inférieure peut être par exemple en forme de triangle dont la pointe formée par deux côtés les plus longs est dirigée dans le sens d'écoulement naturel du liquide.

En variante, la région inférieure 32 et/ou la région supérieure 26 peuvent être munies de moyens de réduction de perte de charge sur la partie adjacente au module de garnissage suivant.

De tels moyens sont par exemple des plis comprenant des crêtes/des vallées ayant une inclinaison qui change progressivement de l'inclinaison de la région courante à la direction verticale vers le bord correspondant inférieur ou supérieur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Bande en matière en feuille, notamment en tôle, pour module de garnissage de traitement d'un liquide, du type comportant des bandes partielles ondulées (34 ; 106,

108) dont les ondulations, lorsque la bande est disposée dans un plan général vertical avec ses bords horizontaux, ont une orientation générale (Di) inclinée par rapport à une direction générale (Df) de circulation dudit liquide, sensiblement verticale, et comprenant des ouvertures (44 ;

70A à 70E 70G ; 109) de forme générale allongée ayant des bords (50 ; 72A à 72E ; 72G ; 110,112) s'étendant suivant la direction générale de l'ouverture, caractérisée en ce que les ouvertures comportent, à partir de leur point bas, une région inférieure dont lesdits bords (50 ; 72A à 72E ; 72G ; 110, 112), sur au moins 75% de leur longueur totale, s'étendent suivant une direction qui forme avec le sens d'écoulement naturel (S) du liquide en chaque point correspondant un angle (y) compris entre 0 et 200t notamment entre 00 et 100.

2. Bande suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les bords de ladite région inférieure s'étendent sur au moins 90% de leur longueur totale suivant une direction qui forme ledit angle (y) compris entre 00 et 20 , notamment entre 00 et 100.

3. Bande suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les bords de ladite région inférieure s'étendent sur leur longueur totale suivant une direction qui forme ledit angle (y) compris entre 00 et 20 , notamment entre 00 et 100.

4. Bande suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les bords de tout le pourtour des ouvertures s'étendent suivant une direction qui forme ledit angle (y) compris entre 00 et 200t notamment entre 00 et 100.

5. Bande suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la région inférieure des ouvertures est un triangle dont la pointe formée par les deux côtés les plus longs est dirigée sensiblement dans le sens d'écoulement naturel du liquide.

6. Bande suivant l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (44 ; 70A à 70E ; 70F ; 109) ont des dimensions telles qu'elles évitent un recouvrement par un film dudit liquide.

7. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la direction des bords (50 ; 72A à 72E ; 72G ; 110,112) desdites ouvertures (44 ; 70A à 70E ; 70G ; 109), au moins dans ladite région inférieure, est sensiblement parallèle au sens (S) d'écoulement naturel du liquide sur la surface de la bande (24 ; 100) au voisinage des bords de l'ouverture.

8. Bande suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la bande (24,100) comporte des surfaces lisses de sorte que le sens d'écoulement naturel du liquide est, sur ces surfaces, la direction (G) de plus grande pente de la bande.

9. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la distance entre deux lignes de crête (36) ou de vallée (38) (p) des bandes partielles (34) dans la direction du bord horizontal (40) de la bande (24) est identique sur toute la surface d'une région courante (28) de la bande, et en ce que la périodicité des ouvertures (44) dans la partie courante (28) de la bande est identique à ladite distance (2') dans la direction du bord horizontal (38) ou est un faible multiple entier de cette distance, notamment compris entre 2 et 4, et en ce que les

ouvertures successives (44) séparées d'une distance égale à ladite distance (2') suivant la direction du bord horizontal (38) de la bande sont identiques.

10. Bande suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans sa partie courante (28), des ouvertures (44) disposées à une distance d'un sous-multiple

de ladite distance (pu), notamment de la moitié de cette distance (a'), suivant la direction du bord horizontal (38) de la bande.

11. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'angle de pliage des ondulations des bandes partielles (34), la hauteur de ces ondulations, le rayon de courbure et l'inclinaison de ces ondulations par rapport au bord horizontal (38) sont identiques sur toute la surface de la bande (24).

12. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des première et seconde bandes partielles (102,104) ondulées adjacentes et décalées l'une par rapport à l'autre, notamment d'un demi-pas d'onde, et en ce que les bandes partielles (102,104) présentent des sens d'écoulement naturel du liquide (SI, S2) différents les uns des autres.

13. Bande suivant la revendication 12, caractérisée en ce que les bords (110,112) desdites ouvertures (109) des bandes partielles (102,104) s'étendent dans une direction (SM) intermédiaire entre lesdits sens d'écoulement naturel du liquide (SI, S2), notamment sensiblement parallèlement à la bissectrice des deux sens (SI, S2).

14. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (70A) sont constituées par des volets (74) pliés hors du plan de la bande, volets qui sont définis par une fente courbe ménagée dans la bande.

15. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (70B ; 70D) sont constituées par des bossages

(78 ; 82) ménagés sur un côté d'une fente (71B ; 71D), notamment en forme de cône partiel ou en forme de cylindre partiel.

16. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (70C) sont constituées par des parties vrillées (80) s'étendant entre deux fentes parallèles (70C).

17. Bande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (70E ; 70G) sont constituées par des plis rentrants (88 ; 90) qui s'étendent sur un côté d'une fente qui traverse la crête d'un pli (86) de la bande.

18. Bande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend à au moins une de ses régions supérieure (26) ou inférieure (32) des moyens d'étalement de liquide transversalement à la direction principale (Df) d'écoulement de fluide, notamment des stries ou des perforations ménagées dans la bande.

19. Bande suivant la revendication 18, caractérisée en ce que la bande de garnissage est dépourvue desdites ouvertures dans ladite région supérieure (26) et/ou inférieure (32).

20. Bande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans sa région supérieure (26) et/ou inférieure (32) des moyens de réduction de perte de charge.

21. Module de garnissage pour colonne d'échange de matière et/ou d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un empilement de bandes (24) suivant l'une des revendications précédentes, avec leurs directions d'ondulation inversées d'une bande à la suivante.

22. Installation d'échange de chaleur et/ou de matière, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un

module de garnissage (20) selon la revendication 21, et un dispositif (8,18) de distribution de liquide sur la surface supérieure du module.

23. Installation suivant la revendication 22, caractérisée en ce que le dispositif de distribution de liquide comprend un distributeur (8) et/ou un module de garnissage (18) favorisant l'étalement du liquide transversalement par rapport à la direction principale (Df) d'écoulement.