LU83387A1 - Appareil pour la distribution d'un liquide sous forme pelliculaire sur les parois interieures de tubes verticaux - Google Patents

Description

......τρ«η ν - 1 - ! Appareil pour la distribution d'un liquide sous forme pelliculaire 3ur les parois intérieures de tubes verticaux

La présente invention concerne des perfectionnements dans l'appareil 5 pour la distribution d'un liquide sous forme pelliculaire sur les parois 4 intérieures de tubes verticaux, ledit appareil étant le sujet de la demande de brevet français' de la demanderesse N° 79 30799· ; On sait qu’un des problèmes les plus importants dans l’utilisation des échangeurs à fila est celui d'obtenir la distribution la plus satisfal-* 10 santé possible du liquide le long de la paroi intérieure des tubes verticaux constituant l'échangeur et, pour réaliser cet objet, de nombreux types de distributeurs ont été utilisés qui ont été prévue pour l'alimentation du liquide à l'intérieur desdits tubes afin de favoriser la formation d'un fila *» liquide adhérant aux parois intérieures des tubes concernés.

15 L'appareil qui est l'objet de la demande de brevet mentionnée ci-dessus est constitué par un oorps cylindrique plein comportant un rebord en forme d'anneau à son extrémité supérieure, un espace creux circulaire formé sur sa base inférieure et des rainures hélicoïdales sur sa surface extérieure. Le corpe cylindrique/ou distributeur/ainsi obtenu est introduit 20 pratiquement à la façon d'un bouchon dans le bord supérieur de chaque tube, en correspondance avec la plaque tubulaire du faisceau de tubes qui constitue l'échangeur à film*

Le liquide qui doit entrer dans les tubes doit s'écouler le long des rainures hélicoïdales formées sur les surfaces extérieures des bouchons 25 cylindriquesf restant ainsi adhérant aux parois intérieures des tubes.

Ces bouchons cylindriques^ ou distributeurs; quand ils ne sont pas perforés à leurs sommets mais n'ont que des fentes périphériques à travers lesquelles le liquide peut entrer dans les rainures hélicoïdales, contraignent les vapeurs qui se dégagent du film liquide pendant que se déroule l'échange 30 de chaleur, à descendre en équicourant avec le liquide qui doit en être séparé dans le bac placé au-dessous du faisceau de tubes.

De même, on sait que lorsque les échangeurs à film· sont utilisés dans les installations de dessalement et, plus généralement, quand des volumes considérables de liquide contenant des quantités importantes de se3s faiblement 35 solubles s'écoulent à travers ces échangeurs, des dépôte solides sont formés à l'intérieur des tubes, lesdits dépôts étant essentiellement dus à la précipi-II tation de carbonates de calcium, de sulfates de calcium, de sels de magnésium — 2 * f- .

I et d'ai très sels analogues, provoquant ainsi une diminution de l’échange de nlifllniir ou, dans les cas extrêmes, même le colmatage des tubes, entraînant ainsi l'arrêt du fonctionnement de l'installation afin que l'on puisse pro céder au nettoyage des tubes soit par des moyens mécaniques, soit par des 5 moyens chimiques.

Par exemple, dans les installations de dessalement de l'eau de mer, des arrêts sont nécessaires tous les six mois au mariraum afin que l'on puisse procéder au nettoyage,

Afin de pouvoir prévenir le dépôt de sels insolubles sur la paroi 10 intérieure des tubes, il est nécessaire de favoriser la formation d'un film homogène sur toute la longueur de la paroi du tube, parce que si de petits ' filets quelconques sont formés, un dépôt non contrôlé des sels insolubles contenus dans le liquide qui est en train de se concentrer de plus en plus pourrait se produire.

15 Les distributeurs révélés dans la demande de brevet mentionnée ci-dessus, bien qu'ils distribuent le liquide sur les parois intérieures des tubes d’une façon tout h fait satisfaisante, ne permettent pas de résoudre d'une façon appropriée le problème de la formation des incrustations.

L'auteur de la présente invention a maintenant découvert qu'en 20 faisant légèrement tourner lesdits distributeurs, les incrustations à l'intérieur· ds buben sont considérablement diminuées et que, pour communiquer une telle rotation, il suffit de donner une très légère conicité dirigée vers le bas au corps cylindrique du distributeur, afin que ce dernier entre dans le tube sans trop de frottement, „ 25 Compte tenu de tous ces facteurs, l'objet de la présente invention est la fourniture d'un appareil pour la distribution d'un liquide sous la forme d'un film mince à l'intérieur de tubes verticaux, du type constitué par un corps cylindrique plein muni d'un rebord annulaire à son extrémité supérieure et d'un espace creux circulaire sur sa base et des rainures béli— 50 coïdales sur sa surface extérieure, ledit appareil étant caractérisé par le fait que ledit corps cylindrique plein a uns conicité dirigée vers le bas de 1 degré à 2 degrés et peut être introduit dans les tubes sans trop de frottement, c'est-à-dire sans interférence, ; Dans la mesure oîi un tel appareil n'a pas de perforations dans sa 35 partie supérieure, il est adapté-pour être utilisé dans des procédés à équi— courant liquide-vapeur.

Il Pour les procédée à contre-courant liquide-vapeur, le corps £ / 1 - 3 - « cylindrique a un trou le long de son axe central qui communique à sa partie supérieure avec un tube d'évent borgne équipé de perforations latérales à travers lesquelles les vapeurs peuvent s'échapper.

La figure 1 sur les dessins ci-joint b montre un appareil du premier P- type, qui est constitué par un corps cylindrique plein 1, équipé d Vci ixiorvï y axe la forme d’un anneau, de l'espace creux 3 formé à travers le fond et de rainures hélicoïdales 4· Ledit corps cylindrique présente une légère conicité dirigée vers le bas et est glissé dans le tube 5.

La figure 2 montre le corps cylindrique vu en plan de dessus. jq La figure 3 montre un appareil du second type, qui est constitué par un corps cylindrique plein 1 comportant un rebord annulaire 2, les rainures hélicoïdales 3, 3e trou cylindrique 4 relié au tube d'évent 5, ce dernier \ étant fermé à son sommet et muni de perforations latérales 6. Le corps cylindrique 1 a une légère conicité dirigée vers 3a bas et est glissé dans un tube ^ 7 de l'échangeur à film.

La figure 4 montre une vue en plan de dessus du corps cylindrique 1.

Le fonctionnement d'un appareil du premier type a été contrôlé dans les échangeurs à film d'un système de dessalement d'eau de mer conçu par la Snamprogetti SpA, qui est la demanderesse de la présente demande. Le procédé 20 réalisé par ledit système est celui connu sous le terme''évaporation k multiples effetsyet est utilisé dans le3 évaporateurs film-liquide à effets séparés, dans lesquels la vapeur dégagée pendant la distillation s'écoule en équi— courant avec le liquide descendant le long de 3a paroi intérieure des tubes.

- Le système a été mis en route et, au bout d'environ rua an de fonction- nement, il a été arrêté pour être examiné étant donné que, J* une fiiçon tout k fait surprenante, aucun signe de diminution du rendement,ou d'un mauvais échange de chaleur, n'avait été remarqué.

Fendant l'examen, il a été constaté que les tubes des échangeurs à film étaient propres et seuls 7 tubes sur un total de 1248 tubes montraient 2Q des incrustations qui étaient dues à une distribution non satisfaisante de la saumure par suite d'un colmatage des fentes des distributeurs par des matières étrangères.

Un examen soigneux des tubes propres et des distributeurs respectifs a conduit k la conclusion que, d'une façon tout k fait surprenante, l'absence d'incrustations était due k une légère rotation des distributeurs produite par le liquide qui, en descendant le long des rainures hélicoïdales, amorçait la J réaction provoquant la rotation, éguLooâut à causa de l'esjtce libre conique existant jf * I 4 1 « 1 y I * 3 · ^ il entre le distributeur et la paroi du tube. En fait, le liquide s'infiltrant à ί travers cet espace a une action lubrifiante qui facilite la rotation*

Un tel effet rotatif a été vérifié également expérimentalement. La vitesse de rotation estimée est d'environ d'un demi-tour par heure* 5 Les rainures hélicoïdales ont une largeur de 1 ma et une pente de - 45 degrés par rapport à l'axe vertical.

Le distributeur a été conçu pour alimenter avec un débit de 150 litres à l'heure un tube ayant un diamètre intérieur de 20 mm et la pression en colonne d'eau du liquide au-dessus du distributeur est d'environ 80 mm* 10 Afin que la vitesse de rotation puisse être augmentée, il est possible de prévoir la pente des rainures plus acoentuée et d'augmenter la vitesse d'écoulement du liquide à travers elles. Le procédé inverse peut être adopté de ^β33β rota^^°n ea^ au 00η^raire désirée, 4

Claims (2)

1, Appareil pour la distribution d'un liquide sous forme pelliculaire à l’intérieur de tubes verticaux avec un échange liquide-vapeur à contre-courant ou en équi-courant, du type comprenant un corps cylindrique plein équipé d'un rebord annulaire à son extrémité supérieure, d'un espace creux 5 circulaire sur le fond et de rainures hélicoïdales sur sa surface extérieure, caractérisé par le fait que ledit corps cylindrique présente une conlcîté dirigée vers le bas ayant un angle de 1 à 2 degrés et qu'il peut être introduit dans le3 tubes des échangeurs à. film, sans interférence*

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que !, 10 ledit corps cylindrique comporte un trou le long de son axe central, ledit trou communiquant à sa partie supérieure avea un tube évent borgne équipé de perforations latérales, pour être utilisé dans le cas d'un écoulement liquide— ^ vapeur à contre-courant. _____ (y Λ