WO2002046669A1 - Evaporator-condenser and air distillation plant comprising same - Google Patents

Evaporator-condenser and air distillation plant comprising same Download PDF

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WO2002046669A1
WO2002046669A1 PCT/FR2001/003877 FR0103877W WO0246669A1 WO 2002046669 A1 WO2002046669 A1 WO 2002046669A1 FR 0103877 W FR0103877 W FR 0103877W WO 0246669 A1 WO0246669 A1 WO 0246669A1
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vaporizer
condenser
waves
passages
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PCT/FR2001/003877
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French (fr)
Inventor
Marc Wagner
Claire Szulman
Original Assignee
L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F25J5/005Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/44Particular materials used, e.g. copper, steel or alloys thereof or surface treatments used, e.g. enhanced surface

Definitions

  • the present invention relates to a vaporizer-condenser, of the type comprising a stack of parallel aluminum or copper plates, closing bars and spacer waves, which define a first series of passages for a vaporized fluid supplied " in source ”, and at least a second series of passages for at least one heating fluid.
  • the invention applies in particular to the main vaporizer-condensers of air distillation apparatus.
  • These vaporizers-condensers vaporize the liquid oxygen under low pressure (typically slightly higher than atmospheric pressure) collected at the bottom of a column, by condensation of medium pressure nitrogen (typically from 5 to 6 bars absolute) circulating in neighboring passages. passages dedicated to the circulation of oxygen.
  • Medium pressure nitrogen is most often taken in the gaseous state at the top of a medium pressure air distillation column to which the low pressure column mentioned above is connected. After its passage and at least partial condensation in the vaporizer-condenser, this nitrogen is returned to the medium pressure column.
  • the cryogenic air separation systems of the double column type include an air compressor whose energy consumption is conditioned in particular by the temperature difference between the oxygen vaporized in the low pressure column and the nitrogen present in the form condensed in the medium pressure column. This temperature difference is itself linked to the pressure difference between the two columns. A reduction in this temperature difference makes it possible to considerably improve the energy consumption of the air compressor, the latter then having to supply air under a lower pressure than in the case where the temperature difference would be higher.
  • Document US-A-4,700,771 proposes to provide two zones of very different configurations distributed over the height of each oxygen vaporization passage.
  • the first zone located in the lower part of the passage, contains waves whose configuration makes it possible to privilege the exchanges of heat by convection, so as to quickly bring the liquid to its saturation temperature, even if this causes significant in this zone pressure losses.
  • waves are used having a large exchange surface and defining corridors of small section for the passage of oxygen.
  • a second zone, located above the previous one contains waves defining clearly wider section corridors, or even no waves at all, so as to cause low pressure losses, and thus not to hinder the ascent of the gaseous oxygen bubbles generated there.
  • the first convection heat exchange zone can itself be divided into several sub-zones, each imposing different pressure drops on liquid oxygen, these pressure drops tending to decrease from the bottom to the top of the first zone.
  • Patent application EP-A-1088578 in the name of the Applicant describes a vaporizer-condenser of a type similar to those which have just been described, in which the heat exchanges are optimized inside the passages where the vaporization of the liquid by giving them a section which increases from bottom to top. It is also proposed to play on the orientations of the flows of the fluid, by imposing on the liquid circulating in the lower zone of the passage a transverse course, even in zigzag, compared to the general orientation of the passage.
  • the object of the invention is to provide a vaporizer-condenser configuration of the type described above providing thermal transfers between the fluid to be vaporized and the heating fluid further improved compared to known vaporizers-condensers.
  • the subject of the invention is a vaporizer-condenser, of the type comprising a stack of parallel plates, closing bars and possibly spacer waves, which define a first series of passages.
  • a source-supplied fluid to be vaporized for a source-supplied fluid to be vaporized and a second series of passages contiguous to the first for at least one fluid for heating said fluid to be vaporized, said passages of the first series being divided into three successive zones, from the bottom to the top of the vaporizer-condenser: - a first zone configured so as to favor thermal exchanges by convection;
  • Said third zone is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than or equal to the density of the heat exchange waves used in the first zone and, optionally , in the second zone.
  • Said first zone can be filled by heat exchange waves of the partial offset type.
  • the waves have, for example, a density of 14 to 30 fpi (5.5 to 11.8 waves / cm).
  • Said second zone can be filled by heat exchange waves of a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than the density of the waves of said first zone.
  • Said second zone may also not include heat exchange waves, and may be provided with a metallic foam.
  • Said third zone can be filled by heat exchange waves of the 5% perforated straight wave type and with a density of 10 to 14 fpi (3.9 to 5.5 waves / cm).
  • - Said first zone represents between 10% and 40% of the total height of said vaporizer-condenser
  • Said second zone represents between 10% and 60% of the total height of said vaporizer-condenser; - said third zone represents between 40 and 60% of the total height of said vaporizer-condenser
  • - Said first zone represents between 20% and 35% of the total height of said vaporizer-condenser
  • - Said second zone represents between 20% and 40% of the total height of said vaporizer-condenser
  • a vaporizer-condenser according to the invention may comprise in the second series of passages, facing the second zone of the first series of passages, means making it possible to locally increase the temperature difference between the fluid to be vaporized and the heating fluid .
  • Said means can be constituted by means for pressurizing the heating fluid, or by means for circulating in the second series of passages, opposite said second zone of the first series of passages, a heating fluid different from that traveling opposite the first and third zones of the first series of passages.
  • the invention also relates to an air distillation installation of the type comprising a column or part of a column in the tank from which an oxygen-rich liquid to be vaporized is collected and a vaporizer-condenser installed in said tank, characterized in that that said vaporizer-condenser is of the type previously described.
  • Said heating fluid can be nitrogen, which can be replaced by air facing the second zone of the first series of passages.
  • the invention consists in dividing the passages of the vaporizer-condenser in which the vaporization of the fluid takes place into three zones, arranged in this order from bottom to top of the device:
  • the vaporizer-condenser in which passage 1 is included (and the other passages dedicated to the vaporization of oxygen) is almost completely immersed in the liquid oxygen collected in the tank of the low pressure column of a air distillation. Passage 1 is therefore supplied "in source" with liquid oxygen.
  • This liquid oxygen first enters a first zone 2 of the passage 1 to be heated there by the nitrogen circulating in the contiguous passages of the vaporizer-condenser.
  • this first zone 2 is filled by heat exchange waves having a large exchange surface without however providing too high pressure losses, such as waves with partial offset (called “serrated waves”), or waves straight perforated or not, or herringbone type waves defining numerous and narrow corridors for the passage of liquid oxygen.
  • a density of at least 10 fpi (10 waves per inch in width, ie 3.9 waves per cm) is recommended, preferably from 14 to 30 fpi (5.5 to 11.8 waves / cm).
  • the main aim is to obtain rapid heating of the liquid oxygen, so as to bring it to its saturation temperature.
  • This first zone can extend over approximately 1/3 of the total height of the vaporizer-condenser, for example over a height of 40 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m high, dimension which is conventional for the apparatuses of air separation.
  • the heat exchange waves could be replaced by a lining made of metal foam or a material such as aluminum.
  • the oxygen rising in passage 1 then enters a second zone 3 where it is sought to promote a phenomenon of boiling nucleated by the formation of bubbles of gaseous oxygen on the walls located in passage 1. To this end, care is taken porosities and / or micro-reliefs on these walls which have the effect of multiplying the possible priming sites for the formation of bubbles.
  • porosities or micro-reliefs can be provided both on the walls of the plates of the exchanger delimiting the passage 1 as on the walls of the heat exchange waves which line this second zone 3 with passage 1 or on the walls of any other material filling the second zone 3.
  • a metallic foam (aluminum for example) can be used as the filling material.
  • heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm), but preferably less than the density of the waves present in the first zone 2. In fact, even more than in the first zone 2, it is important to limit the pressure losses of the fluid so as not to hinder the ascent of the liquid oxygen-oxygen gas mixture present.
  • this second zone 3 It is also conceivable to dispense with heat exchange waves in this second zone 3, if the treatment of the surface of the plates of the vaporizer-condenser proves sufficient. As the elements with a surface specially treated to promote nucleated boiling are expensive, it is important to minimize as much as possible the height of this second zone 3. It can, for example, extend over approximately 1/6 of the total height of the vaporizer-condenser, that is to say a height of 20 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m in height.
  • the bubbles of gaseous oxygen present increase in size under the effect of heat transfers until they have a diameter roughly equal to the width of the corridors defined by the heat exchange waves present in this third zone 4.
  • the walls of the waves and the plates are covered with a layer of liquid oxygen through which heat exchange takes place. Its thickness depends mainly on the flow conditions of the liquid oxygen-oxygen gas mixture.
  • the heat exchanges are all the more favored as the speed of the fluid is high. It is therefore important to limit as much as possible the pressure drop of the oxygen during its ascent in this third zone 4.
  • This third zone 4 can represent approximately half of the total height of the passage, or 60 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m high.
  • the gaseous oxygen emerges from the vaporizer-condenser and rises towards the head of the low pressure column, while the liquid oxygen descends in the tank of this same column.
  • each of the zones described above can be divided into several sub-zones having exchange surfaces configured in different ways, provided that in each of these sub-zones the phenomenon to which the corresponding zone is dedicated is actually favored: convective exchange for the first zone, nucleated boiling for the second zone, convective boiling for the third zone.
  • the invention can also be applied in vaporizers-condensers treating gases other than oxygen if the advantages which it presents can be exploited there.

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Abstract

The invention concerns an evaporator-condenser comprising a stack of parallel plates, closure bars and optionally spacer-folds, which define a first series of passages (1) for a source-supplied fluid to be evaporated, and a second series of passages adjacent to the first for at least a fluid heating said fluid to be evaporated. The invention is characterised in that said passages (1) of the first series are divided into three successive zones, from the bottom upwards of the evaporator-condenser: a first zone (2) configured so as to promote heat exchanges by convection and lined with heat-exchanging folds having a density not less than 10 folds per inch (3.9 folds/cm); a second zone (3) configured so as to promote nucleate boiling and comprising heat-exchanging surfaces treated so as to promote therein nucleation the of fluid bubbles; a third zone (4) configured so as to promote convective boiling and lined with heat-exchanging folds having a density not less than 10 fpi (3.9 corrugations/cm) and not more than the heat-exchanging folds used in the first zone (2) and, optionally, in the second zone (3).

Description

VAPORISATEUR-CONDENSEUR ET INSTALLATION DE DISTILLATION D'AIR COMPORTANT UN TEL VAPORISATEUR-CONDENSEUR CONDENSER VAPORIZER AND AIR DISTILLATION SYSTEM COMPRISING SUCH A VAPORIZER-CONDENSER
La présente invention est relative à un vaporiseur-condenseur, du type comprenant un empilement de plaques parallèles en aluminium ou en cuivre, de barres de fermeture et d'ondes-entretoises, qui définissent une première série de passages pour un fluide à vaporiser alimenté « en source », et au moins une seconde série de passages pour au moins un fluide de chauffage.The present invention relates to a vaporizer-condenser, of the type comprising a stack of parallel aluminum or copper plates, closing bars and spacer waves, which define a first series of passages for a vaporized fluid supplied " in source ”, and at least a second series of passages for at least one heating fluid.
L'invention s'applique en particulier aux vaporiseurs-condenseurs principaux des appareils de distillation d'air. Ces vaporiseurs-condenseurs vaporisent l'oxygène liquide sous basse pression (typiquement légèrement supérieure à la pression atmosphérique) recueilli en bas d'une colonne, par condensation d'azote moyenne pression (typiquement de 5 à 6 bars absolus) circulant dans des passages voisins des passages dédiés à la circulation d'oxygène. L'azote moyenne pression est le plus souvent prélevé à l'état gazeux en tête d'une colonne de distillation d'air à moyenne pression à laquelle la colonne basse pression citée ci-dessus est connectée. Après son passage et sa condensation au moins partielle dans le vaporiseur-condenseur cet azote est renvoyé dans la colonne moyenne pression. C'est plus spécifiquement dans le cadre de cette application que l'invention sera décrite par la suite, étant entendu que son application peut être envisagée dans d'autres contextes.The invention applies in particular to the main vaporizer-condensers of air distillation apparatus. These vaporizers-condensers vaporize the liquid oxygen under low pressure (typically slightly higher than atmospheric pressure) collected at the bottom of a column, by condensation of medium pressure nitrogen (typically from 5 to 6 bars absolute) circulating in neighboring passages. passages dedicated to the circulation of oxygen. Medium pressure nitrogen is most often taken in the gaseous state at the top of a medium pressure air distillation column to which the low pressure column mentioned above is connected. After its passage and at least partial condensation in the vaporizer-condenser, this nitrogen is returned to the medium pressure column. It is more specifically in the context of this application that the invention will be described below, it being understood that its application can be envisaged in other contexts.
Les installations de séparation cryogénique de l'air du type à double colonne comportent un compresseur d'air dont la consommation énergétique est conditionnée notamment par la différence de température existant entre l'oxygène vaporisé dans la colonne basse pression et l'azote présent sous forme condensée dans la colonne moyenne pression. Cet écart de température est lui-même lié à la différence de pression entre les deux colonnes. Une réduction de cette différence de température permet d'améliorer considérablement la consommation énergétique du compresseur d'air, celui-ci devant alors fournir de l'air sous une pression plus faible que dans le cas où la différence de température serait plus élevée.The cryogenic air separation systems of the double column type include an air compressor whose energy consumption is conditioned in particular by the temperature difference between the oxygen vaporized in the low pressure column and the nitrogen present in the form condensed in the medium pressure column. This temperature difference is itself linked to the pressure difference between the two columns. A reduction in this temperature difference makes it possible to considerably improve the energy consumption of the air compressor, the latter then having to supply air under a lower pressure than in the case where the temperature difference would be higher.
Pour parvenir à ce résultat, il faut obtenir des échanges de chaleur aussi bons que possible à l'intérieur du vaporiseur-condenseur, autrement dit obtenir dans ses différentes parties des coefficients de transfert de chaleur élevés.To achieve this result, it is necessary to obtain as good heat exchanges as possible inside the vaporizer-condenser, in other words to obtain in its different parts high heat transfer coefficients.
Cette optimisation des coefficients de transfert de chaleur a conduit à la conception de vaporiseurs-condenseurs relativement complexes, car les fluides qui les traversent ne se trouvent pas dans le même état physique à tous les niveaux de l'appareil. En particulier, l'oxygène se trouve à l'état entièrement liquide dans la partie inférieure du vaporiseur-condenseur, puis voit sa proportion de vapeur progressivement augmenter au fur et à mesure de son ascension dans l'appareil par effet thermosiphon sous l'effet de son réchauffement par l'azote gazeux. On a ainsi imaginé de jouer sur la configuration des ondes-entretoîses garnissant les passages où circule l'oxygène.This optimization of the heat transfer coefficients has led to the design of relatively complex vaporizers-condensers, since the fluids which pass through them are not in the same physical state at all levels of the device. In particular, the oxygen is found in the entirely liquid state in the lower part of the vaporizer-condenser, then sees its proportion of vapor gradually increase as it rises in the device by thermosyphon effect under the effect of its heating by nitrogen gas. We thus imagined to play on the configuration of the waves-spacers lining the passages where oxygen circulates.
Le document US-A-4,700,771 , par exemple, propose de ménager deux zones de configurations très différentes réparties sur la hauteur de chaque passage de vaporisation de l'oxygène. La première zone, située dans la partie inférieure du passage, renferme des ondes dont la configuration permet de privilégier les échanges de chaleur par convection, de manière à amener rapidement le liquide à sa température de saturation, quitte à provoquer dans cette zone d'importantes pertes de charge. A cet effet, on emploie des ondes présentant une importante surface d'échange et définissant des couloirs de faible section pour le passage de l'oxygène. Une deuxième zone, située au-dessus de la précédente, contient des ondes définissant des couloirs de section nettement plus large, voire pas d'ondes du tout, de manière à provoquer de faibles pertes de charge, et ainsi à ne pas gêner l'ascension des bulles d'oxygène gazeux qui y sont générées. Cette génération de bulles est accentuée par un état de surface rugueux ou poreux des ondes et/ou des parois du vaporiseur-condenseur avec lesquelles l'oxygène est en contact. La première zone d'échange de chaleur par convection peut elle-même être divisée en plusieurs sous-zones imposant chacune des pertes de charge différentes à l'oxygène liquide, ces pertes de charge tendant à diminuer du bas en haut de la première zone.Document US-A-4,700,771, for example, proposes to provide two zones of very different configurations distributed over the height of each oxygen vaporization passage. The first zone, located in the lower part of the passage, contains waves whose configuration makes it possible to privilege the exchanges of heat by convection, so as to quickly bring the liquid to its saturation temperature, even if this causes significant in this zone pressure losses. For this purpose, waves are used having a large exchange surface and defining corridors of small section for the passage of oxygen. A second zone, located above the previous one, contains waves defining clearly wider section corridors, or even no waves at all, so as to cause low pressure losses, and thus not to hinder the ascent of the gaseous oxygen bubbles generated there. This generation of bubbles is accentuated by a rough or porous surface state of the waves and / or of the walls of the vaporizer-condenser with which the oxygen is in contact. The first convection heat exchange zone can itself be divided into several sub-zones, each imposing different pressure drops on liquid oxygen, these pressure drops tending to decrease from the bottom to the top of the first zone.
La demande de brevet EP-A-1088578au nom du Demandeur décrit un vaporiseur-condenseur d'un type analogue à ceux qui viennent d'être décrits, dans lequel on optimise les échanges thermiques à l'intérieur des passages où a lieu la vaporisation du liquide en leur conférant une section qui augmente de bas en haut. On propose également de jouer sur les orientations des écoulements du fluide, en imposant au liquide circulant dans la zone inférieure du passage un parcours transversal, voire en zigzag, par rapport à l'orientation générale du passage.Patent application EP-A-1088578 in the name of the Applicant describes a vaporizer-condenser of a type similar to those which have just been described, in which the heat exchanges are optimized inside the passages where the vaporization of the liquid by giving them a section which increases from bottom to top. It is also proposed to play on the orientations of the flows of the fluid, by imposing on the liquid circulating in the lower zone of the passage a transverse course, even in zigzag, compared to the general orientation of the passage.
Le but de l'invention est proposer une configuration de vaporiseur- condenseur du type précédemment décrit procurant des transferts thermiques entre le fluide à vaporiser et le fluide de chauffage encore améliorés par rapport aux vaporiseurs-condenseurs connus. A cet effet, l'invention a pour objet un vaporiseur-condenseur, du type comprenant un empilement de plaques parallèles, de barres de fermeture et éventuellement d'ondes-entretoises, qui définissent une première série de passages pour un fluide à vaporiser alimenté, en source, et une seconde série de passages contigus aux premiers pour au moins un fluide de chauffage dudit fluide à vaporiser, lesdits passages de la première série étant divisés en trois zones successives, du bas vers le haut du vaporiseur-condenseur : - une première zone configurée de manière à privilégier les échanges thermiques par convection ;The object of the invention is to provide a vaporizer-condenser configuration of the type described above providing thermal transfers between the fluid to be vaporized and the heating fluid further improved compared to known vaporizers-condensers. To this end, the subject of the invention is a vaporizer-condenser, of the type comprising a stack of parallel plates, closing bars and possibly spacer waves, which define a first series of passages. for a source-supplied fluid to be vaporized and a second series of passages contiguous to the first for at least one fluid for heating said fluid to be vaporized, said passages of the first series being divided into three successive zones, from the bottom to the top of the vaporizer-condenser: - a first zone configured so as to favor thermal exchanges by convection;
- une deuxième zone configurée de manière à privilégier le phénomène d'ébullition nucléée ;- a second zone configured so as to favor the nucleated boiling phenomenon;
- une troisième zone configurée de manière à privilégier le phénomène d'ébullition convective caractérisé en ce que :- a third zone configured so as to favor the phenomenon of convective boiling, characterized in that:
- ladite première zone est garnie par des ondes d'échange thermique d'une densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) ;- Said first zone is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm);
- ladite deuxième zone comporte des surfaces d'échange thermique traitées de manière à y promouvoir la nucleation des bulles de fluide ;- Said second zone includes heat exchange surfaces treated so as to promote nucleation of the fluid bubbles therein;
- ladite troisième zone est garnie par des ondes d'échange thermique de densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) et inférieure ou égale à la densité des ondes d'échange thermique utilisées dans la première zone et, éventuellement, dans la deuxième zone. Ladite première zone peut être garnie par des ondes d'échange thermiques du type à décalage partiel.- Said third zone is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than or equal to the density of the heat exchange waves used in the first zone and, optionally , in the second zone. Said first zone can be filled by heat exchange waves of the partial offset type.
Les ondes y ont, par exemple, une densité de 14 à 30 fpi (5,5 à 11 ,8 ondes/cm).The waves have, for example, a density of 14 to 30 fpi (5.5 to 11.8 waves / cm).
En variante, on peut y utiliser un garnissage en mousse métallique. Ladite deuxième zone peut être garnie par des ondes d'échange thermique d'une densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) et inférieure à la densité des ondes de ladite première zone.Alternatively, a metal foam padding may be used. Said second zone can be filled by heat exchange waves of a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than the density of the waves of said first zone.
Ladite deuxième zone peut aussi ne pas comporter d'ondes d'échange thermique, et être éventuellement garnie par une mousse métallique. Ladite troisième zone peut être garnie par des ondes d'échange thermique du type ondes droites perforées à 5% et d'une densité de 10 à 14 fpi (3,9 à 5,5 ondes/cm).Said second zone may also not include heat exchange waves, and may be provided with a metallic foam. Said third zone can be filled by heat exchange waves of the 5% perforated straight wave type and with a density of 10 to 14 fpi (3.9 to 5.5 waves / cm).
Dans un exemple de tel vaporiseur-condenseur :In an example of such a vaporizer-condenser:
- ladite première zone représente entre 10% et 40% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- Said first zone represents between 10% and 40% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite deuxième zone représente entre 10% et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ; - ladite troisième zone représente entre 40 et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur- Said second zone represents between 10% and 60% of the total height of said vaporizer-condenser; - said third zone represents between 40 and 60% of the total height of said vaporizer-condenser
De préférence :Preferably:
- ladite première zone représente entre 20% et 35% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- Said first zone represents between 20% and 35% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite deuxième zone représente entre 20% et 40% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- Said second zone represents between 20% and 40% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite troisième zone représente entre 40 et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur. Un vaporiseur-condenseur selon l'invention peut comporter dans la seconde série de passages, face à la deuxième zone de la première série de passages, des moyens permettant d'augmenter localement la différence de température entre le fluide à vaporiser et le fluide de chauffage.- Said third zone represents between 40 and 60% of the total height of said vaporizer-condenser. A vaporizer-condenser according to the invention may comprise in the second series of passages, facing the second zone of the first series of passages, means making it possible to locally increase the temperature difference between the fluid to be vaporized and the heating fluid .
Lesdits moyens peuvent être constitués par des moyens de mise sous pression du fluide de chauffage, ou par des moyens pour faire circuler dans la seconde série de passages, face à ladite deuxième zone de la première série de passages, un fluide de chauffage différent de celui circulant face aux première et troisième zones de la première série de passages.Said means can be constituted by means for pressurizing the heating fluid, or by means for circulating in the second series of passages, opposite said second zone of the first series of passages, a heating fluid different from that traveling opposite the first and third zones of the first series of passages.
L'invention a également pour objet une installation de distillation d'air du type comportant une colonne ou partie de colonne dans la cuve de laquelle on recueille un liquide riche en oxygène à vaporiser et un vaporiseur-condenseur installé dans ladite cuve, caractérisée en ce que ledit vaporiseur-condenseur est du type précédemment décrit.The invention also relates to an air distillation installation of the type comprising a column or part of a column in the tank from which an oxygen-rich liquid to be vaporized is collected and a vaporizer-condenser installed in said tank, characterized in that that said vaporizer-condenser is of the type previously described.
Ledit fluide de chauffage peut être de l'azote, qui peut être remplacé par de l'air face à la deuxième zone de la première série de passages.Said heating fluid can be nitrogen, which can be replaced by air facing the second zone of the first series of passages.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à diviser les passages du vaporiseur-condenseur dans lesquels a lieu la vaporisation du fluide en trois zones, disposées dans cet ordre de bas en haut de l'appareil :As will be understood, the invention consists in dividing the passages of the vaporizer-condenser in which the vaporization of the fluid takes place into three zones, arranged in this order from bottom to top of the device:
- une première zone où le fluide est normalement à l'état liquide, et où on privilégie l'intensité des échanges thermiques avec le fluide de réchauffage circulant dans les passages voisins, de manière à amener rapidement le fluide à vaporiser à sa température de saturation ; les transferts par convection sont ici fortement recherchés,- A first zone where the fluid is normally in the liquid state, and where the intensity of the heat exchanges with the heating fluid circulating in the neighboring passages is favored, so as to quickly bring the fluid to vaporize to its saturation temperature ; convection transfers are highly sought after here,
- une deuxième zone où on s'attache à privilégier la nucleation des bulles de gaz au sein du fluide ;- a second zone where one endeavors to favor the nucleation of gas bubbles within the fluid;
- une troisième zone où on privilégie à nouveau les échanges thermiques et les transferts par convection, tout en veillant à ne pas provoquer des pertes de charge trop importantes au sein du fluide qui est alors, au moins en grande partie, à l'état gazeux.- a third zone where heat exchange and convection transfers are again favored, while taking care not to cause losses of too high a charge in the fluid which is then, at least in large part, in the gaseous state.
L'invention sera mieux comprise à lecture de la description qui suit, donnée en référence à la figure unique annexée, qui représente schématiquement un passage d'un vaporiseur-condenseur selon l'invention, dans lequel circule de l'oxygène à l'état liquide et gazeux.The invention will be better understood on reading the description which follows, given with reference to the single appended figure, which schematically represents a passage of a vaporizer-condenser according to the invention, in which oxygen circulates in the state liquid and gaseous.
Pour plus de détails concernant la conception d'ensemble du vaporiseur- condenseur selon l'invention appliqué à la distillation d'air, on pourra se reporter de manière non limitative à EP-A-1088578déjà citée. Un passage 1 dans lequel circule l'oxygène de bas en haut par effet thermosiphon, d'abord à l'état purement liquide puis à l'état mixte liquide-gazeux est représenté sur la figure unique.For more details concerning the overall design of the evaporator-condenser according to the invention applied to the distillation of air, reference may be made in a non-limiting manner to EP-A-1088578 already cited. A passage 1 in which the oxygen circulates from bottom to top by thermosyphon effect, first in the purely liquid state then in the mixed liquid-gas state is shown in the single figure.
Le vaporiseur-condenseur dans lequel est compris le passage 1 (et les autres passages dédiés à la vaporisation de l'oxygène) est à peu près totalement immergé dans l'oxygène liquide rassemblé dans la cuve de la colonne basse pression d'un appareil de distillation d'air. Le passage 1 est donc alimenté « en source » en oxygène liquide. Cet oxygène liquide pénètre d'abord dans une première zone 2 du passage 1 pour y être réchauffé par l'azote circulant dans les passages contigus du vaporiseur-condenseur. Dans cette première zone 2, on privilégie les échanges thermiques par convection et on confère aux matériaux qui la constituent une configuration maximisant ce type d'échanges. Typiquement, cette première zone 2 est garnie par des ondes d'échange thermique présentant une forte surface d'échange sans cependant procurer des pertes de charge trop élevées, telles que des ondes à décalage partiel (dites « ondes serrated »), ou des ondes droites perforées ou non, ou des ondes de type « herringbone » définissant des couloirs nombreux et étroits pour le passage de l'oxygène liquide. Une densité d'au moins 10 fpi (10 ondes par pouce de largeur soit 3,9 ondes par cm) est conseillée, préférentiellement de 14 à 30 fpi (5,5 à 11,8 ondes/cm). A titre d'exemple, on peut utiliser des ondes serrated de 26 fpi (10,2 ondes par cm) décalées tous les 1/8 de pouce (3,18 mm). Dans cette première zone 2, on vise avant tout à obtenir un réchauffement rapide de l'oxygène liquide, de façon à le porter à sa température de saturation. Cette première zone peut s'étendre sur environ 1/3 de la hauteur totale du vaporiseur-condenseur, par exemple sur une hauteur de 40 cm pour un vaporiseur-condenseur de 1,20 m de haut, dimension qui est classique pour les appareils de séparation d'air. En variante, les ondes d'échange thermique pourraient être remplacées par un garnissage en mousse métallique ou un matériau tel que l'aluminium. L'oxygène montant dans le passage 1 pénètre ensuite dans une deuxième zone 3 où on cherche à favoriser un phénomène d'ébullition nucléée par formation de bulles d'oxygène gazeux sur les parois se trouvant dans le passage 1. A cet effet, on ménage sur ces parois des porosités et/ou des micro-reliefs qui ont pour effet de multiplier les sites d'amorçage possibles pour la formation des bulles. Ces porosités ou micro-reliefs peuvent être ménagés aussi bien sur les parois des plaques de l'échangeur délimitant le passage 1 que sur les parois des ondes d'échange thermique qui garnissent cette deuxième zone 3 du passage 1 ou sur les parois de tout autre matériau garnissant la deuxième zone 3. A cet égard, une mousse métallique (en aluminium par exemple) peut être utilisée comme matériau de garnissage. Là encore, on peut utiliser des ondes d'échange thermique d'une densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm), mais de préférence inférieure à la densité des ondes présentes dans la première zone 2. En effet, plus encore que dans la première zone 2, il importe de limiter les pertes de charge du fluide afin de ne pas gêner l'ascension du mélange oxygène liquide-oxygène gazeux présent. Il est également envisageable de se passer d'ondes d'échange thermique dans cette deuxième zone 3, si le traitement de la surface des plaques du vaporiseur- condenseur s'avère suffisant. Comme les éléments à surface spécialement traitée pour favoriser l'ébullition nucléée coûtent cher, îl est important de minimiser autant que possible la hauteur de cette deuxième zone 3. Elle peut, par exemple, s'étendre sur environ 1/6 de la hauteur totale du vaporiseur-condenseur, soit sur une hauteur de 20 cm pour un vaporiseur-condenseur de 1 ,20 m de hauteur..The vaporizer-condenser in which passage 1 is included (and the other passages dedicated to the vaporization of oxygen) is almost completely immersed in the liquid oxygen collected in the tank of the low pressure column of a air distillation. Passage 1 is therefore supplied "in source" with liquid oxygen. This liquid oxygen first enters a first zone 2 of the passage 1 to be heated there by the nitrogen circulating in the contiguous passages of the vaporizer-condenser. In this first zone 2, preference is given to heat exchange by convection and the materials which constitute it are given a configuration which maximizes this type of exchange. Typically, this first zone 2 is filled by heat exchange waves having a large exchange surface without however providing too high pressure losses, such as waves with partial offset (called "serrated waves"), or waves straight perforated or not, or herringbone type waves defining numerous and narrow corridors for the passage of liquid oxygen. A density of at least 10 fpi (10 waves per inch in width, ie 3.9 waves per cm) is recommended, preferably from 14 to 30 fpi (5.5 to 11.8 waves / cm). As an example, we can use serrated waves of 26 fpi (10.2 waves per cm) offset every 1/8 of an inch (3.18 mm). In this first zone 2, the main aim is to obtain rapid heating of the liquid oxygen, so as to bring it to its saturation temperature. This first zone can extend over approximately 1/3 of the total height of the vaporizer-condenser, for example over a height of 40 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m high, dimension which is conventional for the apparatuses of air separation. As a variant, the heat exchange waves could be replaced by a lining made of metal foam or a material such as aluminum. The oxygen rising in passage 1 then enters a second zone 3 where it is sought to promote a phenomenon of boiling nucleated by the formation of bubbles of gaseous oxygen on the walls located in passage 1. To this end, care is taken porosities and / or micro-reliefs on these walls which have the effect of multiplying the possible priming sites for the formation of bubbles. These porosities or micro-reliefs can be provided both on the walls of the plates of the exchanger delimiting the passage 1 as on the walls of the heat exchange waves which line this second zone 3 with passage 1 or on the walls of any other material filling the second zone 3. In this regard, a metallic foam (aluminum for example) can be used as the filling material. Again, it is possible to use heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm), but preferably less than the density of the waves present in the first zone 2. In fact, even more than in the first zone 2, it is important to limit the pressure losses of the fluid so as not to hinder the ascent of the liquid oxygen-oxygen gas mixture present. It is also conceivable to dispense with heat exchange waves in this second zone 3, if the treatment of the surface of the plates of the vaporizer-condenser proves sufficient. As the elements with a surface specially treated to promote nucleated boiling are expensive, it is important to minimize as much as possible the height of this second zone 3. It can, for example, extend over approximately 1/6 of the total height of the vaporizer-condenser, that is to say a height of 20 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m in height.
En plus ou à la place du traitement des surfaces d'échange thermique qui a été décrit, on peut utiliser, pour favoriser la nucleation, des moyens permettant d'augmenter la différence de température entre le mélange oxygène liquide-oxygène gazeux et le fluide qui le réchauffe en traversant les passages contigus au passage 1. Ces moyens peuvent consister en des moyens localisés de mise sous pression de l'azote circulant dans ces passages, ou de remplacement local de l'azote par un autre fluide susceptible d'amener plus de calories à l'oxygène, tel que de l'air. L'oxygène sous forme liquide et gazeuse montant dans le passage 1 pénètre enfin dans une troisième zone 4 où on cherche à nouveau à favoriser les échanges thermiques avec le fluide traversant les passages contigus. On y vise à se trouver dans un régime d'ébullition convective. Il n'est pas nécessaire d'y prévoir des surfaces d'échange spécialement traitées pour initier la formation des bulles. Les bulles d'oxygène gazeux présentes croissent en taille sous l'effet des transferts thermiques jusqu'à avoir un diamètre à peu près égal à la largeur des couloirs définis par les ondes d'échange thermique présentes dans cette troisième zone 4. Les parois des ondes et des plaques sont couvertes d'une couche d'oxygène liquide à travers laquelle s'effectuent les échanges thermiques. Son épaisseur dépend surtout des conditions d'écoulement du mélange oxygène liquide-oxygène gazeux. Les échanges thermiques sont d'autant plus favorisés que la vitesse du fluide est élevée. Il est donc important de limiter autant que possible les pertes de charge de l'oxygène lors de son ascension dans cette troisième zone 4. A cet effet pour obtenir un compromis satisfaisant entre faibles pertes de charge et bons transferts thermiques, on peut conseiller de garnir cette troisième zone avec des ondes droites, éventuellement perforées, d'une densité supérieure à 10 fpi (3,9 ondes/cm), mais inférieure ou égale à la densité des ondes utilisées dans la première (2) et, éventuellement, la deuxième (3) zone du passage 1. Des ondes droites perforées à 5% et d'une densité de 10 à 14 fpi (3,9 à 5,5 ondes/cm) seraient cohérentes avec les exemples précédemment donnés. Les ondes serrated ne sont ici pas recommandées en raison des pertes de charge assez importantes qu'elles généreraient.In addition to or in place of the treatment of the heat exchange surfaces which has been described, it is possible to use, to promote nucleation, means making it possible to increase the temperature difference between the liquid oxygen-oxygen gas mixture and the fluid which reheats it by crossing the contiguous passages to passage 1. These means may consist of localized means for pressurizing the nitrogen circulating in these passages, or for local replacement of the nitrogen with another fluid capable of bringing more calories from oxygen, such as air. The oxygen in liquid and gaseous form rising in passage 1 finally enters a third zone 4 where it is again sought to promote heat exchanges with the fluid passing through the contiguous passages. It aims to be in a convective boiling regime. There is no need to provide specially treated exchange surfaces to initiate the formation of bubbles. The bubbles of gaseous oxygen present increase in size under the effect of heat transfers until they have a diameter roughly equal to the width of the corridors defined by the heat exchange waves present in this third zone 4. The walls of the waves and the plates are covered with a layer of liquid oxygen through which heat exchange takes place. Its thickness depends mainly on the flow conditions of the liquid oxygen-oxygen gas mixture. The heat exchanges are all the more favored as the speed of the fluid is high. It is therefore important to limit as much as possible the pressure drop of the oxygen during its ascent in this third zone 4. To this end, to obtain a satisfactory compromise between low pressure drop and good heat transfers, it is advisable to garnish this third zone with straight waves, possibly perforated, with a density greater than 10 fpi (3.9 waves / cm), but less than or equal to the density of the waves used in the first (2) and, possibly, the second (3) zone of passage 1. Straight waves perforated at 5% and with a density of 10 to 14 fpi (3.9 to 5.5 waves / cm) would be consistent with the examples previously given. Serrated waves are not recommended here because of the fairly large pressure drops they would generate.
Cette troisième zone 4 peut représenter environ la moitié de la hauteur totale du passage, soit 60 cm pour un vaporiseur-condenseur de 1 ,20 m de haut.This third zone 4 can represent approximately half of the total height of the passage, or 60 cm for a vaporizer-condenser of 1.20 m high.
A sa sortie de la troisième zone 4, l'oxygène gazeux émerge du vaporiseur- condenseur et monte vers la tête de la colonne basse pression, alors que l'oxygène liquide descend dans la cuve de cette même colonne.At its exit from the third zone 4, the gaseous oxygen emerges from the vaporizer-condenser and rises towards the head of the low pressure column, while the liquid oxygen descends in the tank of this same column.
Il va de soi que les exemples qui ont été donnés ne sont pas limitatifs, et que d'autres configurations peuvent être imaginées. En particulier, on peut diviser chacune des zones précédemment décrites en plusieurs sous-zones présentant des surfaces d'échange configurées de manières différentes, pourvu que dans chacune de ces sous-zones on privilégie effectivement le phénomène auquel la zone correspondante est dédiée : échange convectif pour la première zone, ébullition nucléée pour la deuxième zone, ébullition convective pour la troisième zone.It goes without saying that the examples which have been given are not limiting, and that other configurations can be imagined. In particular, each of the zones described above can be divided into several sub-zones having exchange surfaces configured in different ways, provided that in each of these sub-zones the phenomenon to which the corresponding zone is dedicated is actually favored: convective exchange for the first zone, nucleated boiling for the second zone, convective boiling for the third zone.
L'invention peut également être appliquée dans des vaporiseurs- condenseurs traitant d'autres gaz que l'oxygène si les avantages qu'elle présente peuvent y être mis à profit. The invention can also be applied in vaporizers-condensers treating gases other than oxygen if the advantages which it presents can be exploited there.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vaporiseur-condenseur, du type comprenant un empilement de plaques parallèles, de barres de fermeture et éventuellement d'ondes-entretoises, qui définissent une première série de passages (1) pour un fluide à vaporiser alimenté en source, et une seconde série de passages contigus aux premiers pour au moins un fluide de chauffage dudit fluide à vaporiser, lesdits passages (1) de la première série étant divisés en trois zones successives, du bas vers le haut du vaporiseur- condenseur :1. Vaporizer-condenser, of the type comprising a stack of parallel plates, closing bars and possibly spacer waves, which define a first series of passages (1) for a fluid to be vaporized supplied at source, and a second series of contiguous passages to the first for at least one fluid for heating said fluid to be vaporized, said passages (1) of the first series being divided into three successive zones, from the bottom to the top of the vaporizer-condenser:
- une première zone (2) configurée de manière à privilégier les échanges thermiques par convection ;- a first zone (2) configured so as to favor thermal exchanges by convection;
- une deuxième zone (3) configurée de manière à privilégier le phénomène d'ébullition nucléée ;- a second zone (3) configured so as to favor the nucleated boiling phenomenon;
- une troisième zone (4) configurée de manière à privilégier le phénomène d'ébullition convective caractérisé en ce que :- a third zone (4) configured so as to favor the phenomenon of convective boiling, characterized in that:
- ladite première zone (2) est garnie par des ondes d'échange thermique d'une densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) ;- Said first zone (2) is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm);
- ladite deuxième zone (3) comporte des surfaces d'échange thermique traitées de manière à y promouvoir la nucleation des bulles de fluide ; - ladite troisième zone (4) est garnie par des ondes d'échange thermique de densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) et inférieure ou égale à la densité des ondes d'échange thermique utilisées dans la première zone (2) et, éventuellement, dans la deuxième zone (3).- Said second zone (3) comprises heat exchange surfaces treated so as to promote nucleation of the fluid bubbles therein; - said third zone (4) is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than or equal to the density of the heat exchange waves used in the first zone (2) and, optionally, in the second zone (3).
2. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première zone (2) est garnie par des ondes d'échange thermique du type à décalage partiel.2. Vaporizer-condenser according to claim 1, characterized in that said first zone (2) is filled by heat exchange waves of the partial shift type.
3. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites ondes ont une densité de 14 à 30 fpi (5,5 à11 ,8 ondes/cm).3. Vaporizer-condenser according to claim 1 or 2, characterized in that said waves have a density of 14 to 30 fpi (5.5 to 11.8 waves / cm).
4. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première zone est garnie par une mousse métallique.4. Vaporizer-condenser according to claim 1, characterized in that said first zone is filled with a metallic foam.
5. Vaporiseur-condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite deuxième zone (3) est garnie par des ondes d'échange thermique d'une densité supérieure ou égale à 10 fpi (3,9 ondes/cm) et inférieure à la densité des ondes de ladite première zone (2). 5. Vaporizer-condenser according to one of claims 1 to 3, characterized in that said second zone (3) is filled by heat exchange waves with a density greater than or equal to 10 fpi (3.9 waves / cm) and less than the density of the waves of said first zone (2).
6. Vaporiseur-condenseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite deuxième zone (3) ne comporte pas d'ondes d'échange thermique. 6. Vaporizer-condenser according to one of claims 1 to 4, characterized in that said second zone (3) does not include heat exchange waves.
7. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite deuxième zone (3) comporte un garnissage de mousse métallique.7. vaporizer-condenser according to claim 6, characterized in that said second zone (3) comprises a lining of metal foam.
8. Vaporiseur-condenseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite troisième zone (4) est garnie par des ondes d'échange thermique du type ondes droites perforées à 5% et d'une densité de 10 à 14 fpi (3,9 à 5,5 ondes/cm).8. Vaporizer-condenser according to one of claims 1 to 7, characterized in that said third zone (4) is filled by heat exchange waves of the straight wave type perforated at 5% and a density of 10 to 14 fpi (3.9 to 5.5 waves / cm).
9. Vaporiseur-condenseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que :9. vaporizer-condenser according to one of claims 1 to 8, characterized in that:
- ladite première zone (2) représente entre 10% et 40% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- said first zone (2) represents between 10% and 40% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite deuxième zone (3) représente entre 10% et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- said second zone (3) represents between 10% and 60% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite troisième zone (4) représente entre 40 et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur . - Said third zone (4) represents between 40 and 60% of the total height of said vaporizer-condenser.
10. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que :10. Vaporizer-condenser according to claim 9, characterized in that:
- ladite première zone (2) représente entre 20% et 35% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur ;- said first zone (2) represents between 20% and 35% of the total height of said vaporizer-condenser;
- ladite troisième zone (4) représente entre 40 et 60% de la hauteur totale dudit vaporiseur-condenseur. - Said third zone (4) represents between 40 and 60% of the total height of said vaporizer-condenser.
11. Vaporiseur-condenseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte dans la seconde série de passages, face à la deuxième zone (3) de la première série de passages, des moyens permettant d'augmenter localement la différence de température entre le fluide à vaporiser et le fluide de chauffage. 11. Vaporizer-condenser according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises in the second series of passages, facing the second zone (3) of the first series of passages, means making it possible to increase locally the temperature difference between the fluid to be vaporized and the heating fluid.
12. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 11 , caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par des moyens de mise sous pression du fluide de chauffage.12. A vaporizer-condenser according to claim 11, characterized in that said means consist of means for pressurizing the heating fluid.
13. Vaporiseur-condenseur selon la revendication 11 , caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par des moyens pour faire circuler dans la seconde série de passages, face à ladite deuxième zone (3) de la première série de passages, un fluide de chauffage différent de celui circulant face aux première (2) et troisième (4) zones de la première série de passages.13. vaporizer-condenser according to claim 11, characterized in that said means are constituted by means for circulating in the second series of passages, facing said second zone (3) of the first series of passages, a heating fluid different from that circulating opposite the first (2) and third (4) zones of the first series of passages.
14. Installation de distillation d'air du type comportant une colonne ou partie de colonne dans la cuve de laquelle on recueille un liquide riche en oxygène à vaporiser et un vaporiseur-condenseur installé dans ladite cuve, caractérisée en ce que ledit vaporiseur-condenseur est du type selon l'une des revendications 1 à 13. 14. Air distillation installation of the type comprising a column or part of column in the tank from which an oxygen-rich liquid to be vaporized is collected and a vaporizer-condenser installed in said tank, characterized in that said vaporizer-condenser is of the type according to one of claims 1 to 13.
15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit fluide de chauffage est de l'azote.15. Installation according to claim 14, characterized in that said heating fluid is nitrogen.
16. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit vaporiseur-condenseur est du type selon la revendication 13 et en ce que ledit fluide de chauffage circulant dans la seconde série de passages face à la deuxième zone (3) de la première série de passages est de l'air. 16. Installation according to claim 14, characterized in that said vaporizer-condenser is of the type according to claim 13 and in that said heating fluid circulating in the second series of passages facing the second zone (3) of the first series of passages is air.
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