WO2006037877A1 - Colonne pulsee pour systeme solide/liquide - Google Patents

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WO2006037877A1
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walls
solid phase
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PCT/FR2005/002414
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Philippe Carvin
Laurent Prat
Gilbert Casamatta
Lucien Pollini
Franck Dunglas
Léna BRUNET
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Rhodia Chimie SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/02—Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215—Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223—Moving bed of solid material
    • B01D11/0242—Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/02—Solvent extraction of solids
    • B01D11/0261—Solvent extraction of solids comprising vibrating mechanisms, e.g. mechanical, acoustical

Definitions

  • the invention relates to a pulsed column for performing a treatment of a system comprising a liquid phase and a solid phase.
  • It relates more particularly to a pulsed column for controlling and adjusting the residence time of the solid phase in the column independently of the residence time and the flow rate of the liquid phase.
  • the pulsed columns are often used to achieve an intimate exchange between a solid phase and a liquid phase. This exchange occurs during the movement of the phases in the column.
  • the pulsations applied to the medium contained in the column make it possible to improve this exchange by maintaining the dispersed phases and increasing the residence time of the solid phase in the column.
  • EP 46 2897 discloses a packed packed column comprising a stack of baskets and horizontal plateaux in the form of rings.
  • the medium containing the liquid and the solid in a basket is kept in agitation by applying a first pulse of low energy and high frequency.
  • a second pulse of higher energy and low frequency is applied to cause the output of the middle of the basket by an overflow effect.
  • the solid phase introduced into the upper basket will go from basket to basket to be extracted at the bottom of the column. This system makes it possible to increase the residence time of the solid in the column.
  • pulsed columns have been proposed in patents FR 2743508 and EP 973591. These columns comprise walls segmenting the column into several adjacent zones. Each wall comprises a sealed portion prohibiting any exchange between two adjacent zones in a predefined direction, a part allowing an exchange or a circulation of the liquid phase from one zone to the adjacent zone and finally a third part provided with a valve allowing the circulation from the solid phase of an area to an adjacent area.
  • a pulse of low amplitude and high frequency is applied in the column to promote the exchange between the different phases and generate a pressure difference between two adjacent zones causing the opening of the valves to allow the passage of the solid from one zone to the other. 'other.
  • One of the aims of the present invention is in particular to propose a device constituted by a pulsed column for maintaining a solid phase in dispersion in a liquid phase for a certain time making it possible to control and determine the residence time of the two phases entering the column of independently, as well as the residence time of the solid product between each zone or plateau of the column.
  • the invention relates to a pulsed column intended to maintain a solid phase dispersed in a liquid phase for a certain time to allow, for example, an exchange between the liquid phase and the solid phase comprising at least one wall delimiting at at least two zones, stages or adjacent volumes in said column, each wall comprises a first filtering part allowing the liquid phase to flow from one zone to the adjacent zone and preventing the solid phase from circulating from one zone to another, a second portion formed by an orifice for the circulation of at least the solid phase from one zone to another adjacent zone.
  • the column comprises means for closing and opening said orifice, means for applying in the column pulsations of low amplitude and high frequency and means for applying in the column or in each volume or zone pulses of large amplitude and low frequency.
  • the pulses of high amplitude are applied with simultaneous opening of the closure means aperture openings of each wall or some of these means.
  • the device of the invention has two independent means for applying pulses and pulses of different amplitude and frequency and it is possible to control the passage of the solid phase of a zone or volume of the column to the other , while maintaining a circulation of the liquid phase through the filtering part of the walls of each tray, the column
  • the pulsation of the invention allows to have residence times of the solid phase and the liquid phase which are determined and controlled independently of one another.
  • the operation of the pulsed column of the invention can be adapted to the characteristics of the products and the chemical or physico-chemical phenomenon used.
  • the device of the invention makes it possible to maintain a solid phase in dispersion in a liquid medium for a determined time to obtain in particular a good exchange between the two phases or an intimate contact between these phases.
  • This device also makes it possible to maintain the solid phase in dispersion in a liquid medium to allow the solid phase to evolve during the passage in the column by modifying its structure, agglomeration or any other physicochemical phenomenon. These operations are performed in a continuous mode.
  • the device of the invention makes it possible, for example, to carry out solid washing, chemical reactions between a solid phase and a liquid, and a reaction between compounds present in the liquid phase catalyzed by a solid heterogeneous catalyst constituted by by the solid phase or present in the solid phase, or any other process requiring intimate contact between a solid phase and a liquid phase or for a certain time to maintain a solid phase dispersed in a liquid phase to treat or modify the structure or texture of the solid.
  • the closing means of the orifices provided on each wall or plate are actuated automatically by the pressure difference created between two adjacent zones by the pulses of high amplitude and low frequency. Under the effect of these pulses, the closing means are actuated so as to release the passage of the liquid and solid phases through the orifice.
  • the actuation of the opening or closure of the means for closing the orifices of each plate is carried out by any means of control, electrical, mechanical, pneumatic, electromagnetic or the like, of independently of the means generating the pulses of high amplitude and high frequency.
  • control of the shutter means associated with a wall or a plate may be independent of the control of the shutter means associated with another plate.
  • Such embodiments of the invention make it possible to use the pulsed column of the invention with liquid and solid streams in cocurrent or countercurrent.
  • the liquid and solid streams can be upward or downward.
  • this control means closing and opening allows to control and determine the residence time of the solid phase in the column. It also makes it possible to obtain residence times which are uniform or very similar and substantially homogeneous for all the particles of different sizes and weights constituting the solid phase. This result makes it possible to obtain a homogeneous treatment of the solid phase.
  • the direction of the solid flow in the column is advantageously opposite to the natural or gravitational flow of said solid in the associated liquid phase.
  • the closure means may consist of valves advantageously equipped with a spring to maintain them in the closed position of the orifice. These valves are actuated by the pressure difference between two adjacent stages or volumes zones under the effect of a high amplitude pulse applied to the medium contained in the column.
  • the valves may be replaced by balls or spheres resting on the edges of the associated orifice and arranged in a cage means to limit the movement of the ball or the sphere.
  • the opening of the orifice is obtained by displacement of the ball or the sphere under the effect of the pressure difference generated by the impulsons.
  • the weight of the ball or the sphere must be sufficient so that the low amplitude pulsations do not cause displacement.
  • the sealing means are advantageously constituted by valves controlled by any conventional means of opening and closing control.
  • the means for closing and opening the orifices must allow them to open only during the duration of application of the large amplitude pulse.
  • the pulsed column of the invention by controlling the transfer of the solid phase from one zone to another independently of that of the circulation of the liquid phase makes it possible to determine and adjust the residence time of the solid in the column and in each zone or volume thereof, whatever the residence time of the liquid phase and whatever the density and size of the solid particles. As indicated above, this adjustment can be performed regardless of the direction of flow of liquid and solid flows.
  • FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a pulsed column according to a first embodiment of the invention, schematizing the operation thereof;
  • FIGS. 2a, 2b, 2c are partial sections of the pulsed column of FIG. the invention according to a second embodiment of the invention showing different phases of operation of the pulsed column of the invention.
  • an embodiment of the pulsed column 1 of the invention comprises the body 2 of the column formed by a tube, advantageously cylindrical, inside which the exchange between the liquid phases takes place. and solid.
  • Column 1 comprises at its lower part, a tube 3 or reservoir of diameter greater than that of the body 2 of the column in the illustrated embodiment.
  • This reservoir 3 is separated from the body of the column by a first wall 4 constituted by a filter material.
  • This wall or plate 4 prevents the solid phase from entering the reservoir 3.
  • the reservoir 3 is connected to means 5 for generating pulses of low amplitude and high frequency in the liquid phase contained in the reservoir 3 and in the entire liquid phase contained in the body 2 of the column 1.
  • the means 5 are for example, constituted by a piston 6 connected to a pneumatic or electric motor (not shown) and animated with a back and forth movement of high frequency and low amplitude.
  • This embodiment of the means 5 for generating low amplitude pulsations is given for information only, without limiting the scope of the invention.
  • other pulsation generating means can be used as a membrane system or the like.
  • the reservoir 3 is also connected by the tube 7 to means 8 of pulse generation of high amplitude and low frequency.
  • These means 8 may also be constituted by a piston connected to a motor (not shown).
  • the above description of the high amplitude pulse generating means is given by way of illustration without limitation of the scope of the invention.
  • the reservoir 3 comprises an outlet 9 of the liquid phase.
  • the column of invention is divided, in its part corresponding to the body 2, into several zones or volumes V1 to Vx. by walls or trays 10.
  • the plate 10 is constituted by a filtering wall allowing the passage of a liquid from the volume V x- - I to the volume V x .
  • the plate 10 comprises, in the illustrated embodiment, a central orifice 11.
  • a ball or sphere 12 is disposed on said orifice, the walls of the orifice 11 serving as a seat for the ball or sphere.
  • Stem-shaped elements 13 define a cage in which the ball or sphere 12 can move.
  • the pulsed column 1 of the invention comprises at its upper part a supply 14 in the liquid phase and an outlet 15 of the solid phase.
  • the latter is located in the volume or floor V located above the last wall 10.
  • the trays 10 are fixed in the column according to the usual means and well known to those skilled in the art.
  • a liquid flow is fed through the conduit 14 and withdrawn through the conduit 9. the liquid passes through the walls 10 through the filtering surfaces.
  • the solid phase to be treated is fed through the duct 16 into the volume ⁇ ⁇ located above the filtering wall 4.
  • pulses of low amplitude and high frequency are applied by the means 5 to the liquid phase contained in the column.
  • a pulse of high amplitude is applied by the means 7 to the liquid contained in the column 1.
  • the pressure difference created between two adjacent volumes causes the movement of the ball 12 allowing the mixture contained in the volume or lower floor to the wall equipped with said ball to flow into the adjacent volume or stage.
  • FIG. 2a illustrates a mode of operation in which the valves are in the open position when a pulse F is applied (right and left drawings) and then in the closed position to allow a mixing of the two phases in each stage of the column under the effect of low amplitude pulsations.
  • FIG. 2a illustrates a mode of operation in which the valves are in the open position when a pulse F is applied (right and left drawings) and then in the closed position to allow a mixing of the two phases in each stage of the column under the effect of low amplitude pulsations.
  • valves are in the open position during the application of the high amplitude pulse F, whereas some valves (one in two in the illustrated example) are kept in the open position during the mixing phase.
  • This operating mode illustrates the flexibility of use of the column that allows to adjust the number of stages or their volume depending on the nature of the phases to be treated.
  • This operating mode makes it possible to guarantee, in certain conditions, an identical and homogeneous residence time for all the solid products fed into the column, whatever their size and weight and the particle size distribution of the solid phase.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne une colonne puisée permettant de réaliser un traitement d'un système comprenant une phase liquide et une phase solide. Elle concerne plus particulièrement une colonne puisée permettant de contrôler et régler le temps de séjour de la phase solide dans la colonne indépendamment du temps de séjour et du débit de la phase liquide. Cette colonne comprend des moyens d'application d'impulsions d'amplitude faible et de fréquence élevée et des moyens d'application de pulsions d'amplitude forte et de fréquence élevée. Les plateaux comprennent un orifice pour permettre la circulation de l'ensemble des phases entre les étages ou volumes de la colonne. Ces orifices comprennent des moyens d'obturation actionnés en position ouverte pendant l'application des impulsions de forte amplitude, la colonne de l'invention permet de contrôler le temps de séjour de la phase solide inL' invention concerne une colonne puisée permettant de réaliser un traitement d'un système comprenant une phase liquide et une phase solide. Elle concerne plus particulièrement une colonne puisée permettant de contrôler et régler le temps de séjour de la phase solide dans 1 colonne indépendamment du temps de séjour et du débit de la phase liquide. Cette colonne comprend des moyens d'application de pulsions d'amplitude faible et de fréquence élevé et des moyens d'application de pulsions d'amplitude forte et de fréquence élevée. Les plateaux comprennent un orifice pour permettre la circulât ion de l'ensemble des phases entre les étages ou volumes de la colonne. Ces orifices comprennent des moyens d'obturation actionnés en position ouverte pendant l'application des impulsions de forte amplitude. La colonne de l'invention permet de contrôler le temps de séjour de la phase solide indépendamment du temps de séjour de la phase liquide.

Description

Colonne puisée pour système Solide/Liquide
L'invention concerne une colonne puisée permettant de réaliser un traitement d'un système comprenant une phase liquide et une phase solide.
Elle concerne plus particulièrement une colonne puisée permettant de contrôler et régler le temps de séjour de la phase solide dans la colonne indépendamment du temps de séjour et du débit de la phase liquide.
Les colonnes puisées sont souvent utilisées pour réaliser un échange intime entre une phase solide et une phase liquide. Cet échange intervient lors du mouvement des phases dans la colonne. Les pulsations appliquées sur le milieu contenu dans la colonne permettent d'améliorer cet échange en maintenant les phases dispersées et en augmentant le temps de séjour de la phase solide dans la colonne.
II a déjà été proposé des colonnes puisées pour réaliser de tels échanges. Ainsi, le brevet
Ep 46 2897 décrit une colonne puisée à garnissage comprenant un empilement de paniers et de plateaux horizontaux en forme de couronnes. Le milieu contenant le liquide et le solide se trouvant dans un panier est maintenu en agitation par application d'une première pulsation de faible énergie et fréquence élevée. Une seconde pulsation d'énergie plus élevée et de faible fréquence est appliquée pour provoquer la sortie du milieu du panier par un effet de débordement. Ainsi, la phase solide introduite dans le panier supérieur, passera de panier en panier pour être extraite en bas de la colonne. Ce système permet d'augmenter le temps de séjour du solide dans la colonne. En outre, l'efficacité de l'échange entre les phases obtenue par les pulsations de faible amplitutde est limitée car la fréquence et l'amplitude de ces pulsations sont limitées pour éviter la sotie du panier, par débordement, des particules solides pendant les phases d'échanges. Enfin, ce dispositif ne peut être utilisé que pour un échange solide/liquide avec circulation à contre courant du liquide et une circulation gravitationnelle du solide, donc notamment pour une phase solide dense.
D'autres colonnes puisées ont été proposées dans les brevets FR 2743508 et Ep 973591. Ces colonnes comprennent des parois segmentant la colonne en plusieurs zones adjacentes. Chaque paroi comprend une partie étanche interdisant tout échange entre deux zones adjacentes dans un sens prédéfini, une partie permettant un échange ou une circulation de la phase liquide d'une zone à la zone adjacente et enfin une troisième partie munie d'un clapet permettant la circulation de la phase solide d'une zone à une zone adjacente. Une pulsation de faible amplitude et fréquence élevée est appliquée dans la colonne pour favoriser l'échange entre les différentes phases et générer une différence de pression entre deux zones adjacentes provoquant l'ouverture des clapets pour permettre le passage du solide d'une zone à l'autre.
Toutefois, ces dispositifs ne permettent pas de contrôler de manière indépendante le temps de séjour du solide par rapport au temps de séjour du liquide.
Un des buts de la présente invention est notamment de proposer un dispositif constitué par une colonne puisée pour maintenir une phase solide en dispersion dans une phase liquide pendant un certain temps permettant de contrôler et déterminer le temps de séjour des deux phases entrant dans la colonne de manière indépendante, ainsi que le temps de séjour du produit solide entre chaque zone ou plateau de la colonne.
A cet effet, l'invention concerne une colonne puisée prévue pour maintenir une phase solide en dispersion dans une phase liquide pendant un certain temps pour permettre, par exemple, un échange entre la phase liquide et la phase solide comprenant au moins une paroi délimitant au moins deux zones, étages ou volumes adjacents dans ladite colonne, chaque paroi comprend une première partie filtrante permettant à la phase liquide de circuler d'une zone à la zone adjacente et empêchant la phase solide de circuler d'une zone à l'autre, une deuxième partie formée par un orifice permettant la circulation d'au moins la phase solide d'une zone à une autre zone adjacente. La colonne comprend un moyen de fermeture et ouverture dudit orifice, des moyens pour appliquer dans la colonne des pulsations de faible amplitude et fréquence élevée et des moyens pour appliquer dans la colonne ou dans chaque volume ou zone des impulsions de grande amplitude et fréquence faible.
Selon une caractéristique de l'invention, les impulsions de forte amplitude sont appliquées avec ouverture simultanée des moyens de fermeture ouverture des orifices de chaque paroi ou de certains de ces moyens.
Comme le dispositif de l'invention présente deux moyens indépendants pour appliquer des pulsations et impulsions d'amplitude et fréquence différentes et qu'il est possible de contrôler le passage de la phase solide d'une zone ou volume de la colonne à l'autre, tout en maintenant une circulation de la phase liquide à travers la partie filtrante des parois de chaque plateau, la colonne puisée de l'invention permet d'avoir des temps de séjour de la phase solide et de la phase liquide qui sont déterminés et contrôlés de manière indépendante l'un de l'autre.
Ainsi, le fonctionnement de la colonne puisée de l'invention peut être adaptée aux caractéristiques des produits et du phénomène chimique ou physico-chimique mis en œuvre.
En effet, le dispositif de l'invention permet de maintenir une phase solide en dispersion dans un milieu liquide pendant un temps déterminé pour obtenir notamment un bon échange entre les deux phases ou un contact intime entre ces phases. Ce dispositif permet également de maintenir la phase solide en dispersion dans un milieu liquide pour permettre à la phase solide d'évoluer pendant le passage dans la colonne par modification de sa structure, agglomération ou tout autre phénomène physico-chimique. Ces opérations sont réalisées selon un mode continu.
Ainsi le dispositif de l'invention permet, par exemple, de réaliser le lavage de solides, des réactions chimiques entre une phase solide et un liquide, ainsi qu'une réaction entre des composés présents dans la phase liquide catalysée par un catalyseur hétérogène solide constitué par la phase solide ou présent dans la phase solide, ou tout autre procédé requérant un contact intime entre une phase solide et une phase liquide ou de maintenir pendant un certain temps une phase solide en dispersion dans une phase liquide pour traiter ou modifier la structure ou texture du solide.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de fermeture des orifices prévus sur chaque paroi ou plateau sont actionnés de manière automatique par la différence de pression créée entre deux zones adjacentes par les impulsions de forte amplitude et de fréquence faible. Sous l'effet de ces impulsions, les moyens de fermeture sont actionnés de manière à libérer le passage des phases liquide et solide par l'orifice.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'actionnement de l'ouverture ou de fermeture des moyens d'obturation des orifices de chaque plateau est réalisé par tout moyen de commande, électrique, mécanique, pneumatique, électromagnétique ou analogue, de manière indépendante des moyens générant les impulsions de forte amplitude et de fréquence élevée. En outre, la commande des moyens d'obturation associés à une paroi ou un plateau peut être indépendant de la commande des moyens d'obturation associés à un autre plateau.
De tels modes de réalisation de l'invention permettent d'utiliser la colonne puisée de l'invention avec des flux liquide et solide à co-courant ou à contre-courant. De plus, les flux liquide et solide peuvent être ascendant ou descendant. En outre, cette commande des moyens de fermeture et ouverture permet de contrôler et déterminer le temps de séjour de la phase solide dans la colonne. Elle permet également d'obtenir des temps de séjour uniformes ou très proches et sensiblement homogènes pour toutes les particules de tailles et poids différents constituant la phase solide. Ce résultat permet d'obtenir un traitement homogène de la phase solide.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le sens du flux solide dans la colonne est avantageusement opposé au flux naturel ou gravitationnel dudit solide dans la phase liquide associée.
Selon le premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'obturation peuvent être constitués des clapets équipés avantageusement de ressort pour les maintenir en position de fermeture de l'orifice. Ces clapets sont actionnés par la différence de pression entre deux zones étages ou volumes adjacents sous l'effet d'une impulsion de forte amplitude appliquée sur le milieu contenu dans la colonne. Les clapets peuvent être remplacés par des billes ou sphères reposant sur les bords de l'orifice associé et disposés dans un moyen formant cage pour limiter le déplacement de la bille ou de la sphère. L'ouverture de l'orifice est obtenue par déplacement de la bille ou de la sphère sous l'effet de la différence de pression générée par les impulsons. Toutefois, le poids de la bille ou de la sphère doit être suffisant pour que les pulsations de faible amplitude ne provoque pas de déplacement.
Dans un second mode de réalisation de l'invention, les moyens d'obturation sont avantageusement constitués par des vannes commandées par tout moyen classique de commande d'ouverture et de fermeture.
De manière générale, les moyens de fermeture et d'ouverture des orifices doivent permettre l'ouverture de ceux-ci uniquement pendant la durée d'application de l'impulsion de grande amplitude.
La colonne puisée de l'invention par le contrôle du transfert de la phase solide d'une zone à une autre de manière indépendante de celle de la circulation de la phase liquide permet de déterminer et régler le temps de séjour du solide dans la colonne et dans chaque zone ou volume de celle-ci, quelque soit le temps de séjour de la phase liquide et quelque soit la densité et la taille des particules solides. Comme indiqué précédemment, ce réglage peut être effectué quelque soit le sens de la circulation des flux liquide et solide. D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au vu de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :
« La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une colonne puisée selon un premier mode de réalisation de l'invention schématisant le fonctionnement de celle-ci, • Les figures 2a, 2b, 2c sont des coupes partielles de la colonne puisée de l'invention selon un second mode de réalisation de l'invention montrant différentes phases de fonctionnement de la colonne puisée de l'invention.
En référence à la figure 1 , un mode de réalisation de la colonne puisée 1 de l'invention comprend le corps 2 de la colonne formée par un tube, avantageusement cylindrique, à l'intérieur duquel s'effectue l'échange entre les phases liquide et solide.
La colonne 1 comprend à sa partie inférieure, un tube 3 ou réservoir de diamètre plus grand que celui du corps 2 de la colonne dans le mode de réalisation illustré.
Ce réservoir 3 est séparé du corps de la colonne par une première paroi 4 constituée par une matière filtrante. Cette paroi ou plateau 4 empêche la phase solide de pénétrer dans le réservoir 3.
Le réservoir 3 est relié à des moyens 5 permettant de générer des pulsations de faible amplitude et de fréquence élevée dans la phase liquide contenu dans le réservoir 3 et dans toute la phase liquide contenue dans le corps 2 de la colonne 1. Les moyens 5 sont par exemple, constitués par un piston 6 relié à un moteur pneumatique ou électrique (non représenté) et animé d'un mouvement de va et vient de fréquence élevée et faible amplitude. Ce mode de réalisation des moyens 5 de génération de pulsations de faible amplitude est donné uniquement à titre indicatif sans limitation de la portée de l'invention. Ainsi, d'autres moyens de génération de pulsation peuvent être utilisés comme un système à membrane ou analogue.
Le réservoir 3 est également relié par le tube 7 à des moyens 8 de génération d'impulsion d'amplitude élevée et de faible fréquence.
Ces moyens 8 peuvent également être constitués par un piston relié à un moteur (non illustré). Comme pour les moyens 5 de génération de pulsations de faible amplitude, la description ci- dessus des moyens de génération d'impulsions d'amplitude élevée est donnée uniquement à titre d'illustration sans limitation de la portée de l'invention.
Dans le mode de réalisation illustré, le réservoir 3 comprend une sortie 9 de la phase liquide.
La colonne d'invention est divisée, dans sa partie correspondant au corps 2, en plusieurs zones ou volumes V1 à Vx. par des parois ou plateaux 10. Le plateau 10 est constitué par une paroi filtrante permettant le passage d'un liquide depuis le volume Vx--I au volume Vx.
Le plateau 10 comprend, dans le mode de réalisation illustré, un orifice central 11. Une bille ou sphère 12 est disposée sur le dit orifice, les parois de l'orifice 11 servant de siège pour la bille ou sphère. Des éléments 13 en forme de tige définissent une cage dans laquelle la bille ou sphère 12 peut se déplacer.
La colonne 1 puisée de l'invention comprend à sa partie haute une alimentation 14 en phase liquide et une sortie 15 de la phase solide. Cette dernière est située dans le volume ou étage V situé au dessus de la dernière paroi 10.
Les plateaux 10 sont fixés dans la colonne selon les moyens habituels et bien connus de l'homme du métier.
Ainsi, selon l'invention un flux de liquide est alimenté par le conduit 14 et soutiré par le conduit 9. le liquide traverse les parois 10 à travers les surfaces filtrantes.
La phase solide à traiter est alimentée par le conduit 16 dans le volume \Λ situé au dessus de la paroi filtrante 4.
Pour améliorer le contact entre la phase solide et la phase liquide, des pulsations de faibles amplitude et fréquence élevée sont appliquées par les moyens 5 sur la phase liquide contenue dans la colonne.
Selon une fréquence déterminée, une impulsion de forte amplitude est appliquée par les moyens 7 sur le liquide contenu dans la colonne 1. Sous l'effet de cette impulsion, la différence de pression créée entre deux volumes adjacents provoque le mouvement de la bille 12 permettant au mélange contenu dans le volume ou étage inférieur à la paroi équipée de ladite bille de s'écouler dans le volume ou étage adjacent. En déterminant la fréquence d'application des impulsions d'amplitude élevée, il est possible de définir et contrôler le temps de séjour de la phase solide indépendamment du temps de séjour de la phase liquide.
Par ailleurs, la colonne de l'invention peut être utilisée avec un flux solide et un flux liquide co- courant ascendant ou descendant ou à contre-courant. Il est également possible d'utiliser cette colonne avec des flux liquide et solide ascendant selon les caractéristiques des produits à traiter ainsi que la nature de l'échange. Les figures 2a à 2c illustrent différents modes de fonctionnement de la colonne de l'invention. Ainsi, la figure 2a illustre un mode de fonctionnement dans lequel les vannes sont en position ouverte quand une impulsion F est appliquée (dessins de droite et gauche ) puis en position fermée pour permettre un mélange des deux phases dans chaque étage de la colonne sous l'effet des pulsations de faible amplitude. Dans le mode de fonctionnement de la figure 2b, les vannes sont en position ouverte pendant l'application de l'impulsion de forte amplitude F, tandis que certaines vannes (une sur deux dans l'exemple illustré) sont maintenues en position ouverte pendant la phase de mélange. Ce mode de fonctionnement illustre la souplesse d'utilisation de la colonne qui permet de régler le nombre d'étages ou leur volume selon la nature des phases à traiter. Enfin, il est possible d'avoir le mélange des phases uniquement dans un étage sur deux de la colonne, comme illustré à la figure 2c, les autres étages intermédiaires contenant la phase liquide sans phase solide. Ce mode de fonctionnement permet de garantir, dans certaines cponditions, un temps de séjour identique et homogène pour tout les produits solides alimentés dans la colonne, quelque soit leur dimension et poids et la répartition granulométrique de la phase solide. Un exemple de fonctionnement de la colonne de l'invention réalisé avec des billes de polystyrène de diamètre de 200μm et de densité 1,05 et comme phase liquide de l'eau illustre le contrôle et la détermination du temps de séjour du solide en fonction de la fréquence d'application des impulsions d'amplitude élevée, la colonne comprends 10 étages de 10 cm de hauteur et de 10 cm de diamètre. Une impulsion est appliquée pendant 4 secondes pour forcer la phase solide contenue dans un étage de passer dans l'étage adjacent. Le temps de séjour du solide a été mesuré pour différentes fréquence d'application des impulsions F d'amplitude élevée. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau I ci-dessous : Tableau I
Figure imgf000010_0001

Claims

Revendications
1. Colonne puisée permettant de maintenir une phase solide en suspension dans une phase liquide pendant un temps déterminé comprenant des parois ou plateaux délimitant des volumes ou étages adjacents dans ladite colonne, les dites parois comprennent une première partie filtrante permettant uniquement à la phase liquide de circuler d'une zone à l'autre, une deuxième partie formée par un orifice permettant la circulation du mélange de phases contenu dans une zone dans une autre zone adjacente, ledit orifice étant associé à un moyen d'obturation, et des moyens pour générer et appliquer sur le mélange contenu dans la colonne des pulsations de faible amplitude et fréquence élevée caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens d'application d'impulsions de forte amplitude selon une fréquence faible et déterminée, appliquées de manière simultanée à l'ouverture d'au moins un des moyens d'obturation des orifices des parois ou plateaux.
2. Colonne selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu' elle comprend plusieurs parois ou plateaux définissant plusieurs étages ou volumes dans la colonne.
3. Colonne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend à une de ses extrémités une paroi ou plateau constitué par une paroi filtrante
4. Colonne selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend à une de ces extrémités une partie formant réservoir de la phase liquide séparée de la colonne par une paroi constituée par une matière filtrante.
5. Colonne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'obturation des orifices des parois ou plateaux de la colonne sont formés par une sphère ou bille reposant sur les bords de l'orifice associé et disposée dans un moyen formant une cage pour limiter les déplacements de la bille ou sphère.
6. Colonne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens à d'obturation des orifices des parois ou plateaux de la colonne sont formés par un clapet associé à un ressort pour maintenir le clapet en position fermé sur l'orifice de chaque paroi ou plateau, et permettant son ouverture sous la pression générée par les impulsions de forte amplitude.
7. Colonne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens d'obturation des orifices des parois ou plateaux de la colonne sont formées par des vannes associés à des moyens de commande d'ouverture et de fermeture
8. Colonne selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que les pulsations d'amplitude faible et de fréquence élevée sont appliquées sur le liquide contenu dans le réservoir.
9. Colonne selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que les impulsions d'amplitude élevée et de fréquence faible sont appliquées sur le liquide contenu dans le réservoir.
10. Utilisation d'une colonne selon l'une des revendications précédentes, pour le lavage d'un solide.
11. Utilisation d'une colonne selon l'une des revendications 1 à 9, pour l'échange entre une phase solide et une phase liquide.
12. Utilisation d'une colonne selon l'une des revendications 1 à 9 pour la réalisation d'une réaction chimique.
13. Utilisation d'une colonne selon l'une des revendications 1 à 9 pour la réalisation d'un traitement d'une phase solide pour modifier satructure et/ou sa texture
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3108859A (en) * 1959-12-15 1963-10-29 Oscar H Koski Pulsed extraction column
EP0462897A1 (fr) * 1990-06-21 1991-12-27 Commissariat A L'energie Atomique Colonne pulsÀ©e avec garnissage à paniers
WO2002085485A1 (fr) * 2001-04-23 2002-10-31 Aspen Aerogels, Inc. Remplacement ameliore des fluides dans des milieux poreux par modulation de pression
EP0973591B1 (fr) * 1997-04-07 2002-11-27 Claude Charzat Procede et installation d'une resolution d'un melange
DE10304738A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-19 IVET Ingenieurgesellschaft für Verfahrensentwicklung und Entsorgungstechnik mbH Vorrichtung und Verfahren zum Hervorrufen einer periodischen Flüssigkeitsbewegung in einer Extraktionskolonne

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3108859A (en) * 1959-12-15 1963-10-29 Oscar H Koski Pulsed extraction column
EP0462897A1 (fr) * 1990-06-21 1991-12-27 Commissariat A L'energie Atomique Colonne pulsÀ©e avec garnissage à paniers
EP0973591B1 (fr) * 1997-04-07 2002-11-27 Claude Charzat Procede et installation d'une resolution d'un melange
WO2002085485A1 (fr) * 2001-04-23 2002-10-31 Aspen Aerogels, Inc. Remplacement ameliore des fluides dans des milieux poreux par modulation de pression
DE10304738A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-19 IVET Ingenieurgesellschaft für Verfahrensentwicklung und Entsorgungstechnik mbH Vorrichtung und Verfahren zum Hervorrufen einer periodischen Flüssigkeitsbewegung in einer Extraktionskolonne

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