WO2014053903A2 - Lining structure of a column for placing fluids in contact and lining plate - Google Patents

Lining structure of a column for placing fluids in contact and lining plate Download PDF

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WO2014053903A2
WO2014053903A2 PCT/IB2013/002190 IB2013002190W WO2014053903A2 WO 2014053903 A2 WO2014053903 A2 WO 2014053903A2 IB 2013002190 W IB2013002190 W IB 2013002190W WO 2014053903 A2 WO2014053903 A2 WO 2014053903A2
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Abdol Hossein Naderi
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Definitions

  • the indentations each have a generally elongated shape, the inner end of which has a contour of rounded shape.
  • each plate of the packing structure has one or more of the main features described below, which will preferably be applied combined together.
  • the angle between the two orientations of the sloped, angled portions is preferably between 70 and 130 degrees, more preferably between 80 and 25 degrees.
  • FIGS. 1 to 4 A typical corrugated plate of such a packing structure is explained with reference to FIGS. 1 to 4, in which:
  • Each corrugation is transverse V-shaped, or triangular, with two wall faces in symmetrical inclined planes 100 and 101 on either side of a vertex S which defines the crest of the ripple on its longitudinal path.
  • the successive corrugations as considered in section in the transverse direction of the plate, are inscribed between two fictitious parallel planes (denoted P, P 'in FIG. 2) defined by said vertices on either side of the median plane of the plaque.
  • the inclined plane 100, 101 of a corrugation makes an angle of about 47 degrees (angle denoted a in FIG. 2), with respect to one of said fictitious parallel planes P, P 'between which is the undulation.
  • the apex angle S is rounded contour.
  • Each corrugation O, O ' comprises windows F, in the form of stamping openings, which are more specifically described in FIGS. 2 and 3.
  • the band B which surmounts it is a strip cut in the material of said plate, the band B remaining secured to the plate by its two baselines b1 and b2 which are of different length because of the trapezoidal shape of the opening A
  • the band B consists of two trapezoidal portions B10 and B12 having respectively as baseline b1 and b2, said portions being interconnected by a rounding B 1. This rounded B11 avoids turbulence during exchanges and the passage of fluids.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the invention in which the transverse corrugations of the plates constituting the same packing layer follow a generally longitudinal serpentine path (vertical in the column) which forms a longitudinal corrugation with a single main part in FIG. bias.

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Abstract

The invention relates to an inner lining structure of a fluid-exchange column consisting of vertically adjacent layers of corrugated plates each shaped such as to define longitudinal channels having in the wall thereof, in a tilted plane, a series of drawing windows (F) enabling the fluids to pass through said wall and arranged according to a cut-out (A) having a trapezoidal shape, and to comprise notches (E1, E2) on the transverse edge thereof, each notch being made from said transverse edge ending each channel through the material thereof, such that said notches provide passages for the fluids to pass therethrough, from one to another of two adjacent channels through the wall that separates same, at the junction between two vertically adjacent lining layers and from one plate to a juxtaposed plate in the same layer, and enabling said transverse edge of the plate to be overall rectilinear in order for the transverse edges of the plates to jointly form the equivalent of a planar bearing surface via which the contiguous vertically adjacent layers rest on one another.

Description

STRUCTURE DE GARNISSAGE DE COLONNE DE MISE EN CONTACT DE FLUIDES ET PLAQUE DE GARNISSAGE  FLUID CONTACT COLUMN TRIM STRUCTURE AND TRIM PLATE
La présente invention concerne le domaine des équipements internes de colonnes de mise en contact de fluides, et plus particulièrement celui des structures de garn issage faites de plaques de garnissage q ui occupent l'espace interne de colon nes d'échange entre fluides pour constituer, au sein d'une telle colon ne , la surface de paroi avec laquelle les flu ides circu lant à travers la colonne seront mis en contact. Les colon nes d'échange équipées d'éléments de garn issage structuré ayant pour but de mettre en contact des fluides afin de réaliser des transferts de matière ou des transferts thermiques entre les fluides sont largement utilisées dans des secteu rs ind ustriels divers, notamment en gén ie ch imique ou pétroch imique, pour réaliser des opérations de distillation , de rectification , d'absorption , d'échange de chaleur, d'extraction , de réaction chimique , etc. D'une manière générale, les fluides peuvent circuler à co-courant ou à contre-courant dans la colonne . L'invention s'applique plus spécifiquement à une colonne de mise en contact entre une phase gazeuse ascendante et u ne phase liqu ide descendante. The present invention relates to the field of internal equipments of fluid contacting columns, and more particularly to that of packing structures made of packing plates which occupy the internal space of exchange columns between fluids to constitute, within such a colon, the wall surface with which the fluids circulating through the column will be brought into contact. Exchange columns equipped with structured packing elements for the purpose of bringing fluids into contact in order to carry out material transfers or heat transfers between the fluids are widely used in various industrial sectors, particularly in chemical or petrochemical generation, to carry out distillation, rectification, absorption, heat exchange, extraction, chemical reaction, etc. operations. In general, the fluids can flow co-currently or countercurrently in the column. The invention applies more specifically to a contacting column between an ascending gas phase and a descending liquid phase.
Des éléments de garnissage structuré connus pour de telles colonnes sont décrits notamment dans la demande internationale de brevet publiée sous la référence WO 2008/1 3231 1 . I ls sont constitués de plaques ondulées qui se disposent verticalement, juxtaposées les unes contre les autres de man ière ordonnée , pour former une couche de garnissage qui sera découpée au d iamètre de la colon ne. La colonne est généra lement garnie d'une structu re de garnissage faite de couches superposées de ces éléments de garn issage qui sont empilées les unes au-dessus des autres de manière ordonnée , en croisant l'orientation des plaques d'une couche à l'autre de manière à redistribuer le liqu ide au sein de la colonne en évitant de privilégier u ne direction d'écoulement plutôt qu'une autre . La présente invention vise notamment à la conception d'une plaque ondu lée de garnissage structu ré q ui permette , la réalisation de colonnes de mise en contact de fluides aux performances améliorées. I l s'agit notamment d'augmenter la su rface de contact offerte a u contact des fluides par un ité de volu me , ou surface spécifiq ue de l'empilement de couches de plaques juxtaposées, et d'organiser la circulation des flu ides , plus particulièrement celle d'un liquide descendant le long des plaques de garn issage, de manière à éviter tant les zones de stagnation que les zones de turbulence. I l s'agit aussi de concilier les exigences dé surface de paroi au contact des flu ides avec les exigences de volume de vide ouvert à leur circulation pour contribuer à u ne amélioration de l'efficacité de la colon ne en maîtrisant les risques d'engorgement. Structured packing elements known for such columns are described in particular in the international patent application published under the reference WO 2008/1 3231 1. They consist of vertically arranged corrugated plates, juxtaposed against each other in an orderly manner, to form a layer of packing which will be cut to the diameter of the colon. The column is generally lined with a packing structure made of superimposed layers of these packing elements which are stacked one above the other in an orderly manner, crossing the orientation of the plates from one layer to the other. the other so as to redistribute the liquide within the column, avoiding favoring one direction of flow rather than another. The present invention is aimed in particular at the design of a plate on the lined structu re q ui that allows the realization of fluid contacting columns with improved performance. It is in particular to increase the contact surface offered in contact with the fluids by a volum e it, or specific surface of the stack of layers of juxtaposed plates, and to organize the flow of fluids, more particularly that of a liquid descending along the sealing plates, so as to avoid both the stagnation areas that the turbulence zones. It is also a question of reconciling the requirements of the wall surface in contact with the fluids with the requirements of volume of vacuum open to their circulation to contribute to an improvement of the effectiveness of the colon while controlling the risks of engorgement.
A cette fin , l'invention propose u ne structu re de garnissage de colonne d'échange entre flu ides comportant des couches superposées de plaques ond ulées accolées chacu ne conformée pour définir des canaux parallèles présentant une partie principale rectiligne s'orientant en biais de ses bords transversaux dans l'empilement de couches superposées dans lequel lesd ites plaques accolées sont prévues pour s'orienter en biais en alternance dans deux directions transversales d ifférentes d'u ne couche à l'autre de l'empilement et avec leurs cana ux respectifs s'orientant alternativement en biais dans l'un et dans l'autre des deux sens opposés d'inclinaison par rapport aux bords transversaux des plaques superposées. Chacune desd ites plaques est conformée pour présenter le long d'une partie principale desdits canaux entre leu rs extrémités longitudinales, dans la paroi en plan incliné desdits canaux une série de fenêtres d'emboutissage livrant passage aux flu ides circulant dans le canal correspondant à travers ladite paroi et ménagées su ivant u ne découpe de forme trapézoïdale , et pour présenter des échancrures su r son bord transversal, de préférence à chaq ue extrémité longitudinale, chaque échancrure étant creusée à partir dudit bord transversal terminant chaque canal à travers la matière de celle-ci, en n'entamant ledit bord transversal que sur une largeur mineu re, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante dudit canal, de telle manière q ue lesd ites échancrures offrent des passages de circulation des flu ides, de l'un à l'autre de deux canaux adjacents à travers la paroi qu i les sépare , au n iveau de la jonction entre deux couches de garn issage superposées et également d'une plaque à u ne plaque juxtaposée dans la même couche, et permettant que led it bord transversal de la plaque soit globalement rectiligne afin que les bords "tra nsversaux des plaques constituent ensemble l'équ iva lent d'une face d'appu i plane par laquelle les couches superposées adjacentes reposent les u nes sur les autres. To this end, the invention proposes a structure for packing an exchange column between fluids comprising superimposed layers of corrugated plates contiguous to each other to define parallel channels having a rectilinear main part oriented at an angle to its transverse edges in the stack of superposed layers in which said adjoining plates are provided to orient themselves obliquely alternately in two transverse directions different from one layer to another of the stack and with their canals respective ones alternately biased in one and the other of the two opposite directions of inclination with respect to the transverse edges of the superposed plates. Each of said plates is shaped to present along a main part of said channels between their longitudinal ends, in the inclined wall of said channels a series of stamping windows delivering passage to fluids circulating in the corresponding channel through said wall and arranged to follow a cut trapezoidal shape, and to have notches on its transverse edge, preferably at each longitudinal end, each notch being cut from said transverse edge ending each channel through the material of that by notching said transverse edge only over a minor width, substantially in the middle of the corresponding inclined plane wall of said channel, such that the indentations provide passages for the circulation of the fluids, the a to the other of two adjacent channels through the wall which separates them, at the junction of two superimposed layers of packing and also of a plate with a plate juxtaposed in the same layer, and allowing that led it transverse edge of the plate is generally straight so that the edges "tra nsversaux plates together constitute equ iva slow one face of appu i plane in which the adjacent layers are based on the u nes other.
De préférence, lesd ites échancrures ont chacune une forme globalement allongée dont l'extrémité intérieure a un contour de forme arrondi. Preferably, the indentations each have a generally elongated shape, the inner end of which has a contour of rounded shape.
Les fenêtres d'emboutissage sont constituées d'une ouverture et d'u ne bande de matière venue d 'emboutissage qu i surmonte ladite ouvertu re . Plus spécifiquement la structu re de garnissage est telle que lesdites couches de plaques sont disposées de man ière à ce que les plans médians des plaques ondulées d'u ne couche donnée forment un angle de préférence compris entre 80 et 95 degrés , et de préférence encore de l'ordre de 90 degrés, par rapport aux plans médians des plaques ondu lées des couches adjacentes dans l'empilement. The stamping windows are constituted by an opening and a strip of material that has been stamped on and overcomes said opening. More specifically, the packing structure is such that said plate layers are arranged so that the median planes of the corrugated plates of a given layer form an angle of preference of between 80 and 95 degrees, and more preferably in the order of 90 degrees, relative to the median planes of the plates on adjacent layers in the stack.
L'invention vise plus spécifiquement une structure de garn issage interne d'une colonne de mise en contact de fluides, apte à constituer dans une telle colonne une surface d'échange entre u n fluide en phase liquide circulant en descendant le long de la colonne et u n flu ide en phase gazeuse circulant en sens inverse, dans le sens ascendant. The invention more specifically relates to an internal packing structure of a fluid contacting column, able to constitute in such a column an exchange surface between a fluid in the liquid phase flowing down the column and a gas phase fluide circulating in the opposite direction, in the ascending direction.
Selon l'invention , chaque plaq ue de la structu re de garnissage présente une ou plusieurs des principales caractéristiques ci-après décrites, lesquelles seront de préférence appliquées combinées ensemble. According to the invention, each plate of the packing structure has one or more of the main features described below, which will preferably be applied combined together.
L'invention vise aussi à fournir une plaque ond ulée d'une structu re de garnissage. Elle vise plus spécifiquement u ne plaque ondulée de garnissage structu ré destinée à l'équ ipement interne d'u ne colonne de mise en contact de flu ides, apte à constituer dans une telle colon ne une surface d'échange entre u n fluide en phase liqu ide circu lant en descendant le long de la colonne et un flu ide en phase gazeuse circulant en sens inverse , dans le sens ascendant, la plaque présentant une succession d'ondu lations transversales défin issant des canaux parallèles pou r la circulation longitudinale, les ondu lations de la plaque ondulée présentant préférentiellement, sur chaque face de la plaque , une section transversa le triangulaire défin issant deux parois globalement symétriques suivant deux plans inclinés qui s'étendent du sommet de la section triangulaire constituant la crête de l'ond ulation au plan médian de la plaque. Conformément à l'invention , chaque ondu lation de la plaq ue de garnissage présente des fenêtres d'emboutissage constituées chacune d'une ouvertu re de forme trapézoïdale ménagée à travers la paroi en plan incliné d'un canal défin i par ladite ondulation et d'une bande de matière ven ue d'emboutissage qu i surmonte ladite ouverture. The invention also aims to provide a corrugated plate ulé a structu re lining. It is more specifically aimed at a plate corrugated structural packing intended for the internal equipment of a column contacting fluids, able to constitute in such a colon ne an exchange surface between a liquid phase fluid flowing down the along the column and a gas phase fluide circulating in the opposite direction, in the ascending direction, the plate having a succession of transverse ounding defining parallel channels for the longitudinal circulation, ondutions of the corrugated plate having preferably, on each face of the plate, a transverse section the triangular defining two walls generally symmetrical along two inclined planes which extend from the top of the triangular section constituting the ridge of ond ulation to the median plane of the plate. According to the invention, each blank of the packing plate has stamping windows, each consisting of a trapezoidal opening formed through the inclined wall of a channel defined by said corrugation, and a strip of material for drawing that overcomes said opening.
En plus de créer des orifices de passage des fluides d'une face à l'autre de la plaque, en favorisant pa r là leur circu lation d'une plaque à l'autre dans le sens transversal d'une série de plaques accolées, ces fenêtres d'emboutissage sont conçues, en forme , structure et disposition , pou r constituer une surface d'échange importante, ralentir la circulation le long des canaux et régu lariser le débit de liquide, en augmentant ainsi le temps de contact avec ses parois, toutes particu larités qui contribuent à la bonne qualité de fonctionnement d'une colonne équipée des plaques de garn issage suivant l'invention . In addition to creating fluid passage holes from one side to the other of the plate, by favoring their circu lation from one plate to another in the transverse direction of a series of contiguous plates, these stamping windows are designed, shaped, structured and arranged, to constitute a large exchange surface, to slow down the circulation along the channels and to regulate the flow of liquid, thus increasing the contact time with its walls , all particu larities that contribute to the good quality of operation of a column equipped with plates issage gage according to the invention.
De préférence les ouvertures des fenêtres d'emboutissage sont découpées pour s'évaser vers le fond du canal. Preferably the openings of the stamping windows are cut to flare towards the bottom of the channel.
La bande de matière ou ruban qui su rmonte chaque ouverture se compose de deux parties trapézoïdales rattachées à la paroi en plan incliné, au n iveau de l'ouvertu re traversante , par des lignes de base qui sont de longueurs différentes, lesd ites parties trapézoïdales étant en outre reliées entre elles par un arrond i central . Cette bande de matière résu lte de la décou pe de matière dans la paroi en plan incliné pou r créer l'ouvertu re trapézoïdale . The strip of material or ribbon which surrounds each opening consists of two trapezoidal parts attached to the wall in an inclined plane, at the level of the through opening, by baselines which are of different lengths, and trapezoidal parts. being further connected by a round central. This strip of material results from the material dew in the wall in an inclined plane to create the trapezoidal opening.
Les fenêtres sont conçues de man ière à ce que la bande surmonta nt l'ouvertu re s'inscrive entre les deux plans parallèles définis par les crêtes des ond ulations transversales de part et d'autre du plan méd ian de la plaque, de manière que l'on puisse convenablement juxtaposer les plaques en appu i l'une contre l'autre pour constituer une couche de garn issage. The windows are designed in such a way that the band surmounts the opening and fits between the two parallel planes defined by the ridges of the transversal corrugations on both sides of the median plane of the plate, so that that the plates can be suitably juxtaposed against each other to form a packing layer.
Selon u n cas particulier de l'invention , ladite bande de matière est de forme allongée dont la direction principale est orientée selon un angle sensiblement égal à 90 degrés par rapport au plan incliné de la paroi de l'ondulation dans laquelle elle est formée. According to a particular case of the invention, said strip of material is of elongated shape whose main direction is oriented at an angle substantially equal to 90 degrees with respect to the inclined plane of the wall of the corrugation in which it is formed.
Par ailleu rs, on prévoit avantageusement que pou r chaque fenêtre, le bord étroit de l'ouvertu re trapézoïdale se situe du côté de la crête de l'ondulation , alors que le bord large de l'ouvertu re trapézoïdale se situe corrélativement vers le fond du canal. In addition, it is advantageously provided that for each window, the narrow edge of the trapezoidal trapezoid is located on the side of the crest of the corrugation, whereas the wide edge of the trapezoidal trapezoid is located correlatively towards the bottom of the canal.
Les fenêtres d'emboutissage sont présentes au moins dans les parties rectilignes des canaux. Elles peuvent être réalisées de manière à ce que les bandes de matière qui surmontent les ouvertu res n'apparaissent que su r une face ou que certaines apparaissent sur une face et d'autres su r l'autre face de la plaque . The stamping windows are present at least in the rectilinear parts of the channels. They can be made in such a way that the strips of material which surmount the openings appear only on one face or that some appear on one face and others on the other side of the plate.
Selon l'invention , le bord transversal d'une plaque est globalement rectiligne . En effet de préférence les canaux longitudinaux se terminent vers le haut et vers le bas par des tronçons verticaux et les bords supérieurs et inférieurs de chaque plaque sont rectilignes dans la d irection transversale. According to the invention, the transverse edge of a plate is generally rectilinear. Indeed, preferably the longitudinal channels end up and down by vertical sections and the upper and lower edges of each plate are straight in the transverse direction.
Ces bords transversaux rectilignes, se placent horizontalement dans la colonne, les différentes plaques étant globalement rectangu laires. Dans chaque couche de garnissage , les plaques sont de même hauteur et d isposées à même n iveau , juxtaposées les u nes aux autres. En haut et en bas, les bords transversaux des plaques constituent ensemble l'équivalent d'une face d'appu i plane par laquelle les couches superposées reposent les unes sur les autres. These rectilinear transverse edges are placed horizontally in the column, the different plates being generally rectangular. In each layer of lining, the plates are of the same height and are placed at the same level, juxtaposed with one another. At the top and bottom, the transverse edges of the plates together constitute the equivalent of a planar facing surface by which the superimposed layers rest on each other.
Suivant l'invention , les parois latérales desdites ondulations présentent des échancrures en leurs extrémités longitudinales. Ces échancru res sont avantageusement creusées à partir d u bord transversal de la plaq ue à travers la matière de celle-ci, de telle manière qu'elles offrent des passages de circulation des fluides, ouverts en particulier à la circulation d'u n fluide en phase liquide parcourant les canaux, de l'un à l'a utre de deux canaux adjacents à travers la paroi qu i les sépare , au niveau de la jonction entre deux couches de garnissage superposées dans un empilement de couches chacu ne faite de plaques accolées et également d'une plaque à une plaque juxtaposée dans la même couche . Tout en contribuant à augmenter la surface mou illable du garnissage dans son ensemble, les échancru res en bout des canaux, au bord des plaques , ont surtout pou r rôle de réd u ire considérablement les risques d'engorgement de la colon ne , dans la mesure où il devient facile aux fluides en circulation de trouver leu r chemin d'u n canal longitudinal à un autre au niveau des intersections des couches empilées formant le garnissage de la colonne. According to the invention, the side walls of said corrugations have indentations at their longitudinal ends. These notches are advantageously hollowed out from the transverse edge of the plate through the material thereof, so that they provide fluid circulation passages, open in particular to the circulation of a fluid in liquid phase traversing the channels, from one to the other two adjacent channels through the wall that separates them, at the junction between two layers of packing superimposed in a stack of layers each made of contiguous plates and also from a plate to a plate juxtaposed in the same layer. While helping to increase the soft surface of the lining as a whole, the notches at the end of the channels, at the edge of the plates, have above all the role of reducing considerably the risk of congestion of the colon, in the as it becomes easy for the circulating fluids to find their way from one longitudinal channel to another at the intersections of the stacked layers forming the column packing.
Les échancru res sont de préférence réalisées, non seulement à l'u ne, mais à l'u ne et l'autre des deux extrémités longitudinales opposées des canaux ménagés par les ond u lations de la plaque de garn issage structuré su iva nt l'invention . Elles peuvent être présentes sur l'une sur deux des parois constitutives des ondulations sur chaque face , d'un côté ou de l'autre de la crête a u sommet de la section triangu laire , ou mieux, elles peuvent être présentes sur les deux parois. The notches are preferably made not only to the une but to the one and the other of the two opposite longitudinal ends of the channels formed by the corrugations of the structured gating plate. invention. They may be present on one of two of the constituent walls of the corrugations on each side, on one side or the other of the crest at the top of the triangular section, or better, they may be present on both walls. .
Chaque échancrure se présente ava ntageusement comme une découpe, de préférence de forme allongée dans le sens longitudinal du canal, sur le bord transversal de la plaque , à l'extrémité longitudinale de celle-ci, de préférence à chaque extrémité. Elle ne comporte pas de matière sur une partie du bord qu i , de part et d'autre des échancrures, vient en appu i sur les bords équivalents des plaques des couches adjacentes dans l'empilement de couches superposées garnissant intérieurement une colonne. En d'a utres termes l'échancru re ne comporte pas de matière en son intersection avec le bord transversa l de l'extrémité de la plaque qui la comporte. A l'opposé de cette intersection , c'est-à-dire en son extrémité intérieure, l'échancrure comporte de préférence un contou r arrondi qui facilite le mou illage de la plaque par les fluides. Elle est globalement oblongue mais son extrémité extérieure ne comporte pas de matière . Les échancrures ainsi prévues aux extrémités des canaux n'entament les bords transversaux de chaque plaque q ue sur u ne largeu r mineu re du bord transversal terminant chaque canal, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante. Elles permettent que le bord transversal de la plaq ue de garn issage soit globalement rectiligne et confèrent à la plaque une résistance mécanique suffisante pour ne pas s'écraser dans l'empilement des couches de plaq ues. Each indentation is ntageusement like a cut, preferably of elongate shape in the longitudinal direction of the channel, on the transverse edge of the plate, at the longitudinal end thereof, preferably at each end. It has no material on a part of the edge that i, on both sides of the indentations, comes to rest on the equivalent edges of the plates of the adjacent layers in the stack superimposed layers internally filling a column. In other words, the notch has no material at its intersection with the transverse edge of the end of the plate that comprises it. Opposite this intersection, that is to say at its inner end, the indentation preferably comprises a rounded contou r which facilitates the m illage of the plate by the fluids. It is generally oblong but its outer end has no material. The indentations thus provided at the ends of the channels cut through the transverse edges of each plate on only one width of the transverse edge terminating each channel, substantially in the middle of the wall in a corresponding inclined plane. They allow the transverse edge of the packing plate to be generally rectilinear and give the plate sufficient mechanical strength to avoid crashing into the stack of plate layers.
Conformément à des modes de réalisation particulièrement avantageux de la plaque ondulée suivant l'invention , l'ang le q ue fait chacu n des deux plans inclinés transversalement, qui sont constitutifs d'une demi-ondulation , est compris entre 40 et 70 degrés, et de préférence compris entre 46 et 70 degrés. Ces valeu rs sont favorables à un débit de liq uide lent et régu lier et à u ne bonne mouillabilité de la surface de contact des fluides. According to particularly advantageous embodiments of the corrugated plate according to the invention, the angle q ue is made each of the two transversely inclined planes, which constitute a half-wave, is between 40 and 70 degrees, and preferably between 46 and 70 degrees. These values are favorable to a slow and steady flow of liquids and to a good wettability of the fluid contact surface.
Suivant une autre caractéristique propre à l'invention , il est prévu que dans le sens longitudinal, chaque ond u lation décrit un trajet sinueux, avec une partie principale pentue , orientée en biais entre la d irection longitudinale et la d irection transversa le, entre des parties d'extrémité recou rbées vers et jusqu'à la direction longitudinale proprement dite . According to another characteristic of the invention, it is provided that in the longitudinal direction, each undu lation describes a sinuous path, with a steep main part, oriented at an angle between the longitudinal direction and the transverse direction, between end portions bent towards and to the longitudinal direction proper.
Dans ce cas, les canaux de circu lation des fluides ménagés entre ondulations transversales su ivent lé même trajet sin ueux, parallèlement les uns aux autres, les u ns d'un côté de la plaque, les autres de l'autre côté, alternativement. La plaque comporte ainsi des canaux parallèles qui présentent u ne partie principale rectiligne s'orientant en biais de ses bords transversaux. Ce trajet sin ueux défin it lui-même une ondulation , plus ou moins complète , sur la hauteu r de la plaque. Une telle forme ondulée dans le plan de la plaque peut être en plus légèrement gondolée dans le plan perpendicu laire, dans le même but de favoriser la répartition d'un flux de liquide descendant en veines multiples se recou pant en toutes directions dans toute la section de la colonne à garn issage interne suivant l'invention . In this case, the fluid circulation channels formed between transverse corrugations follow the same sinueux path, parallel to each other, on one side of the plate, the other on the other side, alternately. The plate thus comprises parallel channels which have a rectilinear main part oriented obliquely to its transverse edges. This sinuous path itself defines a ripple, more or less complete, on the height of the plate. Such a corrugated shape in the plane of the plate can be further slightly curved in the perpendicular plane, for the same purpose of promoting the distribution of a flow of descending liquid in multiple veins reco pants in all directions throughout the section of the internally-packed column according to the invention.
Suivant des formes de réalisation particu lières , on trouve sur la hauteur de la plaque , de la même manière pou r chaque plaque appartenant à une même couche de plaques accolées, soit une seule partie à pente en biais (en général rectiligne pou r les besoins d'u ne fabrication par emboutissage) avec ses deux extrémités orientées verticalement, soit deux parties pentues symétriques, orientées en biais l'une vers la droite, l'a utre vers la gauche et chacune recourbée en bout pou r se terminer par u ne extrémité verticale, l'u ne en haut l'autre en bas. According to particular embodiments, one finds on the height of the plate, in the same way for each plate belonging to the same layer of contiguous plates, or a single part with sloping slope (generally rectilinear for the needs of a stamping process) with its two vertically oriented ends, ie two symmetrical sloping parts, oriented at an angle to the right, the other to the left and each bent at the end to end with u vertical end, the u top up the other down.
Dans le cas où l'on prévoit ainsi plusieurs parties principales pentues sur la hauteu r de la plaque, elles se rejoignent mutuellement par u ne partie en courbe contin ue , formant u n virage qu i permet le changement de d irection de la pente longitudinale de l'ond ulation . L'angle entre les deux orientations des parties pentues, orientées en biais, est compris de préférence entre 70 et 1 30 degrés , de préférence encore entre 80 et 1 25 degrés. In the case of thus providing for several main parts sloping on the top of the plate, they join each other by a part in a continuous curve, forming a turn which allows the change of direction of the longitudinal slope of ond ulation. The angle between the two orientations of the sloped, angled portions is preferably between 70 and 130 degrees, more preferably between 80 and 25 degrees.
Dans le cas où l'on prévoit plusieurs parties principales rectilignes pentues sur la hauteu r de la plaque , de directions opposées, la plaq ue présente une hauteur supérieure à une plaque à une seule partie pentue et peut être avantageusement utilisée dans une structure de garnissage qui nécessite alors moins de couches superposées de plaques accolées pour remplir la colon ne . In the case of providing a plurality of main rectilinear portions sloping on the plate top in opposing directions, the plate has a height greater than a plate with a single sloping portion and can be advantageously used in a packing structure. which then requires fewer superimposed layers of contiguous plates to fill the colon.
Outre le fait q ue ces d iverses dispositions favorisent un mouillage efficace de toute la surface de la plaque, en évitant les zones mortes sur les bords de la colonne ainsi que les zones de turbulence , elles ont aussi l'avantage de faciliter le montage des couches de garnissage superposées dans une colonne et de favoriser la stabilité de l'ensemble. Comme les canaux se terminent verticalement, les échancrures ménagées dans la paroi des canaux au bord transversal de la plaque laissent de part et d'autre la tranche de la plaque se placer horizontalement, si bien qu'à partir de plaques rectangulaires conformées suivant l'invention et accolées pour constituer une couche de garnissage, on définit par le bord des plaques dans leur ensemble un plan d'appui horizontal par lequel chaque couche repose sur la précédente dans l'empilement. Apart from the fact that these various provisions promote efficient wetting of the entire surface of the plate, avoiding the dead zones on the column edges as well as the turbulence zones, they also have the advantage of facilitating the assembly of layers of packing stacked in a column and promote stability of the assembly. As the channels terminate vertically, the indentations in the wall of the channels at the transverse edge of the plate leave on both sides the edge of the plate to be placed horizontally, so that from rectangular plates shaped according to the invention and contiguous to form a layer of packing, is defined by the edge plates as a whole a horizontal support plane by which each layer rests on the previous one in the stack.
De préférence, les plaques ondulées sont en métal, notamment en acier du fait que ce matériau présente une bonne tenue mécanique. Néanmoins elles peuvent aussi être réalisées dans une feuille de matériau polymère, thermoplastique ou thermodurcissable, le cas échéant chargé de fibres de verre ou de carbone par exemple. Preferably, the corrugated plates are made of metal, in particular steel because this material has a good mechanical strength. However, they can also be made in a sheet of thermoplastic or thermosetting polymer material, optionally filled with glass or carbon fibers, for example.
L'invention concerne aussi le garnissage structuré d'une colonne d'échange de fluide définissant une surface d'échange pour une phase liquide descendante destinée à être mise en contact intime avec une phase gazeuse ascendante, ledit garnissage étant composé d'un empilement de couches de plaques ondulées telles que décrites précédemment, lesdites couches étant disposées de manière à ce que les plans médians des plaques ondulées d'une couche donnée forment un angle de préférence compris entre 80 et 95 degrés, et de préférence encore de l'ordre de 90 degrés, par rapport aux plans médians des plaques ondulées des couches adjacentes dans l'empilement. The invention also relates to the structured packing of a fluid exchange column defining an exchange surface for a downward liquid phase intended to be in intimate contact with an ascending gas phase, said packing being composed of a stack of layers of corrugated plates as described above, said layers being arranged so that the median planes of the corrugated plates of a given layer form an angle preferably between 80 and 95 degrees, and more preferably of the order of 90 degrees, relative to the median planes of the corrugated plates of the adjacent layers in the stack.
L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en se plaçant dans le cas particulièrement avantageux de son application à la réalisation d'une structure de garnissage interne de colonnes d'échange entre une phase liquide circulant dans le sens descendant le long de la colonne et une phase vapeur circulant à contre-courant, dans le sens ascendant. The invention will now be more completely described in the context of preferred characteristics and their advantages, placing itself in the particularly advantageous case of its application to the production of an internal packing structure of exchange columns between a circulating liquid phase. in the downward direction along the column and a vapor phase flowing against the current, in the ascending direction.
Une plaque ondulée typique d'une telle structure de garnissage est expliquée en faisant référence aux figures 1 à 4, dans lesquelles : A typical corrugated plate of such a packing structure is explained with reference to FIGS. 1 to 4, in which:
la figure 1 représente une plaque de garnissage structuré selon l'invention, dans une vue de dessus vers l'une de ses faces ; la figure 2 est une vue en coupe transversale à travers la plaque de la figure 1 au niveau des ouvertures d'emboutissage ménagées à travers la plaque et se répétant sur les ondulations successives ; FIG. 1 represents a structured packing plate according to the invention, in a view from above towards one of its faces; Figure 2 is a cross-sectional view through the plate of Figure 1 at the drawing openings formed through the plate and repeating on the successive corrugations;
la figure 3 représente une vue en perspective d'une portion de la plaque de garnissage structuré de la figure 1, montrant le détail des ouvertures d'emboutissage ménagées à travers la plaque ;  Figure 3 is a perspective view of a portion of the structured packing plate of Figure 1, showing the detail of the stamping openings formed through the plate;
- et la figure 4 représente une plaque de garnissage structuré s'utilisant suivant l'invention en variante de celle de la figure 1.  and FIG. 4 shows a structured packing plate used according to the invention as a variant of that of FIG. 1.
La figure 1 illustre une plaque ondulée pour garnissage structuré d'une colonne de mise en contact de fluides selon l'invention, en vue de dessus sur l'une de ses faces. Sur cette figure, la plaque est disposée dans le sens de sa hauteur, selon la disposition usuelle qu'elle aura dans la colonne, dans la constitution de l'une des couches de garnissage superposées remplissant celle- ci. FIG. 1 illustrates a corrugated plate for structured packing of a fluid contacting column according to the invention, seen from above on one of its faces. In this figure, the plate is arranged in the direction of its height, according to the usual arrangement that it will have in the column, in the constitution of one of the superposed packing layers filling it.
Rappelons que cette plaque est utilisée accolée à des plaques similaires, présentant les mêmes ondulations, sur la même hauteur. Les plaques adjacentes se jouxtent les unes les autres par appui sur la crête de leurs ondulations respectives pour former une couche d'une structure de garnissage. Du fait que ces ondulations, alternativement en creux et en saillie sur le plan médian de la plaque dans le sens transversal, suivent aussi un trajet sinueux dans le sens longitudinal de la plaque, il n'y a pas interpénétration entre les plaques adjacentes. Recall that this plate is used contiguous to similar plates, having the same undulations, on the same height. The adjacent plates are adjacent to each other by pressing on the crest of their respective undulations to form a layer of a packing structure. Because these corrugations, alternately recessed and protruding on the median plane of the plate in the transverse direction, also follow a sinuous path in the longitudinal direction of the plate, there is no interpenetration between the adjacent plates.
Chaque plaque ondulée G présente une succession d'ondulations transversales O, O', définissant des canaux longitudinaux C, parallèles, qui forment des sillons permettant aux fluides de circuler suivant la hauteur de la colonne d'échange, notamment à la phase liquide de descendre selon ces canaux. Each corrugated plate G has a succession of transverse corrugations O, O ', defining parallel longitudinal channels C, which form grooves allowing the fluids to circulate along the height of the exchange column, in particular to the liquid phase of descending according to these channels.
Chaque ondulation est à profil transversal en V, ou triangulaire, avec deux faces de paroi selon des plans inclinés symétriques 100 et 101 de part et d'autre d'un sommet S qui définit la crête de l'ondulation sur son trajet longitudinal. Les ondulations successives, telles que considérées en section dans la direction transversale de la plaque, s'inscrivent entre deux plans parallèles fictifs ( notés P, P' sur la figure 2) définis par lesdits sommets de part et d'autre du plan médian de la plaque. Selon cet exemple non limitatif, comme représenté en figure 2, le plan incliné 100, 101 d'une ondulation fait un angle d'environ 47 degrés (angle noté a sur la figure 2), par rapport à l'un desdits plans parallèles fictifs P, P' entre lesquels s'inscrit l'ondulation. De préférence l'angle au sommet S est à contour arrondi. Each corrugation is transverse V-shaped, or triangular, with two wall faces in symmetrical inclined planes 100 and 101 on either side of a vertex S which defines the crest of the ripple on its longitudinal path. The successive corrugations, as considered in section in the transverse direction of the plate, are inscribed between two fictitious parallel planes (denoted P, P 'in FIG. 2) defined by said vertices on either side of the median plane of the plaque. According to this nonlimiting example, as represented in FIG. 2, the inclined plane 100, 101 of a corrugation makes an angle of about 47 degrees (angle denoted a in FIG. 2), with respect to one of said fictitious parallel planes P, P 'between which is the undulation. Preferably the apex angle S is rounded contour.
Dans le sens longitudinal, les ondulations adjacentes suivent des trajets sinueux parallèles. Dans le cas de la figure 1, le trajet en question décrit sensiblement une ondulation complète, entre deux extrémités sur les bords de la plaque, en haut et en bas, qui se situent à la verticale l'une de l'autre. Dans le cas de la figure 4, le trajet sinueux s'étend en biais entre deux extrémités qui sont décalées latéralement. Dans les deux cas, les canaux longitudinaux délimités par les ondulations considérées dans le sens transversal de la plaque se terminent verticalement alors que sur leur majeure partie ils se dirigent en biais entre verticale et horizontale, vers la gauche ou vers la droite sur les figures, chaque bord transversal de la plaque étant par ailleurs globalement rectiligne. In the longitudinal direction, the adjacent corrugations follow parallel sinuous paths. In the case of Figure 1, the path in question substantially describes a complete undulation between two ends on the edges of the plate, up and down, which are vertical to one another. In the case of Figure 4, the sinuous path extends obliquely between two ends which are offset laterally. In both cases, the longitudinal channels delimited by the corrugations considered in the transverse direction of the plate terminate vertically, whereas for the most part they move obliquely between vertical and horizontal, to the left or to the right in the figures, each transverse edge of the plate being otherwise generally rectilinear.
Chaque ondulation O, O' comporte des fenêtres F, sous forme d'ouvertures d'emboutissage, qui sont plus spécifiquement décrites aux figures 2 et 3. Each corrugation O, O 'comprises windows F, in the form of stamping openings, which are more specifically described in FIGS. 2 and 3.
Aux extrémités de son trajet longitudinal, chaque ondulation O, présente une échancrure E1, E2, faite dans la matière formant l'un desdits plans inclinés 100 ou 101. Dans la réalisation décrite en exemple, chaque échancrure est ménagée à partir du bord transversal de la plaque, à travers la paroi séparatrice entre deux canaux longitudinaux. Dans le cas de la figure 1, il est prévu ainsi une échancrure par ondulation à chaque extrémité de chaque canal. Toutefois, de préférence, une échancrure est réalisée dans chaque plan incliné de l'ondulation comme montré sur la figure 4. Le garnissage dans la colonne est ordonné de manière à ce que les échancrures E 1 et E2 d' une plaque ond u lée présentes à chaq ue extrémité d'ondu lation se trouvent orientées pou r l'un des côtés vers le haut de la colon ne et pou r le côté opposé vers le bas de ladite colonne . Chaque échancrure se présente sous forme d' une découpe de forme allongée (de type oblongue) dans le sens longitudinal du canal, creusée depuis le bord transversal de la plaque . Elle ne comporte pas de matière sur u ne partie d udit bord qui, de part et d'autre de l'échancru re, vient en appui su r les bords équivalents des plaques des couches adjacentes dans l'empilement de couches superposées garnissant intérieurement une colonne . A l'opposé de cette extrémité extérieu re, l'échancrure comporte une extrémité intérieure au contour arrondi qu i facilite le mouillage de la plaque par les fluides. Les échancrures a insi prévues aux extrémités des canaux n'entament les bords transversaux de chaque plaque que sur u ne largeu r mineu re d u bord' transversal terminant chaque canal, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante . At the ends of its longitudinal path, each corrugation O, has a notch E1, E2, made in the material forming one of said inclined planes 100 or 101. In the embodiment described by way of example, each notch is formed from the transverse edge of the plate, through the dividing wall between two longitudinal channels. In the case of Figure 1, there is thus provided a ripple indentation at each end of each channel. However, preferably, an indentation is made in each inclined plane of the corrugation as shown in Figure 4. The packing in the column is ordered so that that the indentations E 1 and E 2 of a corrugated plate present at each end of the lation are oriented for one side upwards of the colon and for the opposite side towards the bottom. said column. Each indentation is in the form of an elongate cut (oblong type) in the longitudinal direction of the channel, hollowed from the transverse edge of the plate. It does not have any material on a part of said edge which, on either side of the notch, bears against the equivalent edges of the plates of the adjacent layers in the stack of superposed layers internally lining a column . Opposite this outer end, the indentation has an inner end rounded contour that facilitates the wetting of the plate by the fluids. The notches has insi provided at the ends of the channels begin the transverse edges of each plate as u r largeu Mineu re edge transverse terminating each channel, substantially in the middle of the wall to the corresponding inclined plane.
Ces échancrures permettent que le bord transversal de la plaque de garn issage soit globalement rectiligne et elles confèrent à la plaque une résistance mécanique suffisante pour ne pas s'écraser dans l'empilement des couches de plaques. These indentations allow the transverse edge of the packing plate issage is generally rectilinear and they give the plate sufficient mechanical strength not to crash into the stack of plate layers.
La su rface d'échange à l'intersection de deux couches de plaques superposées dans une colonne comporte ainsi des ouvertures que constituent lesdites échancrures en bout de plaq ue , qu i permettent aux fluides de ne pas stagner à ce n iveau . Ainsi, la hauteu r de liquide s'accumulant reste faible l'on assu re u n niveau d'engorgement faible , tel qu'il ne soit pas néfaste à l'efficacité de la colonne . Ces échancrures autorisent aussi le passage des fluides d'u ne plaque à l'autre qui lui est juxtaposée dans une couche de garn issage donnée. The exchange surface at the intersection of two layers of superposed plates in a column thus comprises apertures which constitute said notches at the end of the plate, which allow the fluids not to stagnate at this level. Thus, the height of liquid accumulating remains low ensures a low engorgement level, such that it is not detrimental to the effectiveness of the column. These indentations also allow fluids to pass from one plate to the other which is juxtaposed with it in a given layer of packing.
Les extrémités longitudinales des ondulations de la plaque comportent en outre u ne partie terminale présentant u ne courbe EC . Elles sont rayonnées de manière à ce que la courbure EC permette de changer la direction terminale d u canal pou r ralentir le liquide et mieux redistribuer le liquide d'une couche de garnissage à l'autre. Par ailleurs, les ondulations de la plaque ondulée suivent un trajet sinueux de sorte qu'elles présentent une forme courbe dans le sens longitudinal, c'est-à-dire suivant le sens de la hauteur de ladite plaque sur la figure 1. Cette forme courbe est formée de deux parties rectilignes pentues R10, R11 disposées symétriquement de part et d'autre d'une partie centrale courbe RC. Lesdites parties rectilignes pentues sont disposées de manière à former un angle d'environ 120 degrés entre elles. Le rayon de courbure de la partie centrale est ouvert pour éviter les turbulences que pourrait créer un rayon de courbure trop fermé. The longitudinal ends of the corrugations of the plate further comprise a terminal portion having an EC curve. They are radiated so that the curvature EC allows to change the terminal direction of the channel to slow down the liquid and better redistribute the liquid from one lining layer to another. Furthermore, the undulations of the corrugated plate follow a sinuous path so that they have a curved shape in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the height of said plate in FIG. 1. This form curve is formed of two steep rectilinear portions R10, R11 arranged symmetrically on either side of a central curved portion RC. The said steep straight portions are arranged to form an angle of about 120 degrees to each other. The radius of curvature of the central part is open to avoid turbulence that could create a radius of curvature too closed.
L'avantage de prévoir plusieurs parties principales pentues sur la hauteur d'une plaque, de directions opposées, permet que la plaque soit d'une hauteur supérieure à une plaque à une seule partie pentue et être avantageusement utilisée dans une structure de garnissage qui nécessite alors moins de couches superposées de plaques accolées pour remplir la colonne. The advantage of providing several main portions sloping on the height of a plate, of opposite directions, allows the plate to be of a height greater than a plate with a single sloping portion and to be advantageously used in a packing structure which requires then fewer overlapping layers of plates contiguous to fill the column.
La figure 2 représente schématiquement et partiellement des ondulations successives d'une plaque selon la figure 1, dans une vue en coupe transversale partielle selon une ligne de coupe réalisée dans les fenêtres d'emboutissage F présentes sur les ondulations successives O, O'. FIG. 2 schematically and partially shows successive corrugations of a plate according to FIG. 1, in a partial cross-sectional view along a line of section made in the stamping windows F present on the successive corrugations O, O '.
Chaque ondulation O comporte des fenêtres F qui sont réalisées par emboutissage dans l'une des parois en plan incliné 100 respective de l'ondulation. La fenêtre F comporte une ouverture traversante (portant la référence A sur la figure 3) à travers ledit plan incliné 100, surmontée d'une bande de matière B apparaissant en saillie au-dessus dudit plan incliné. Each corrugation O comprises windows F which are made by stamping in one of the walls in respective inclined plane 100 of the corrugation. The window F has a through opening (bearing the reference A in Figure 3) through said inclined plane 100, surmounted by a strip of material B projecting above said inclined plane.
Cette bande de matière B augmente la surface d'échange du garnissage, et donc son efficacité. Cette bande de matière B est réalisée par découpe de matière dans ledit plan incliné. Elle est structurée selon une forme en dôme, comme représenté sur la figure 3 décrite ci-après. Comme bien illustrée par la figure 2, la matière des fenêtres reste en deçà des crêtes des ondulations, entre les plans fictifs P et P' sur cette figure, pour permettre d'accoler les plaques lors de la constitution d'une couche de garnissage. La figure 3 représente schématiquement et partiellement des fenêtres F disposées sur l'un des plans inclinés d'une ondulation donnée, et vues en perspective. This strip of material B increases the exchange surface of the lining, and therefore its effectiveness. This strip of material B is produced by cutting material in said inclined plane. It is structured in a dome shape, as shown in Figure 3 described below. As is well illustrated in FIG. 2, the material of the windows remains below the ridges of the corrugations, between the notional planes P and P 'in this figure, to allow the plates to be joined during the formation of a lining layer. FIG. 3 schematically and partially shows windows F arranged on one of the inclined planes of a given undulation and viewed in perspective.
L'ouverture (traversante) A de la fenêtre d'emboutissage, formée à travers la paroi en plan incliné 100, est de forme trapézoïdale. Ces formes trapézoïdales donnent à la plaque une grande surface ouverte tout en lui assurant une bonne résistance mécanique. The opening (through) A of the stamping window, formed through the wall in inclined plane 100, is trapezoidal in shape. These trapezoidal shapes give the plate a large open area while ensuring good mechanical strength.
La bande B qui la surmonte est une bande découpée dans la matière de ladite plaque, la bande B restant solidaire de la plaque par ses deux lignes de base b1 et b2 qui sont de longueur différentes du fait de la forme trapézoïdale de l'ouverture A. La bande B est constituée de deux parties trapézoïdales B10 et B12 ayant respectivement comme ligne de base b1 et b2, lesdites parties étant reliées entre elles par un arrondi B 1 . Cet arrondi B11 évite les turbulences lors des échanges et du passage des fluides. The band B which surmounts it is a strip cut in the material of said plate, the band B remaining secured to the plate by its two baselines b1 and b2 which are of different length because of the trapezoidal shape of the opening A The band B consists of two trapezoidal portions B10 and B12 having respectively as baseline b1 and b2, said portions being interconnected by a rounding B 1. This rounded B11 avoids turbulence during exchanges and the passage of fluids.
Cette bande de matière B résulte de la découpe de matière dans le plan incliné pour créer l'ouverture trapézoïdale A, ladite matière étant déformée suivant l'arrondi central B 11. Les plaques ondulées selon cet exemple sont réalisées par emboutissage de tôle en acier, compte tenu de la résistance de ce genre de matériau. This strip of material B results from the cutting of material in the inclined plane to create the trapezoidal opening A, said material being deformed along the central rounding B 11. The corrugated plates according to this example are made by stamping sheet steel, given the resistance of this kind of material.
La figure 4 illustre un mode de mise en œuvre de l'invention suivant lequel les ondulations transversales des plaques constituant une même couche de garnissage suivent un trajet sinueux globalement longitudinal (vertical dans la colonne) qui forme une ondulation longitudinale à une seule partie principale en biais. FIG. 4 illustrates an embodiment of the invention in which the transverse corrugations of the plates constituting the same packing layer follow a generally longitudinal serpentine path (vertical in the column) which forms a longitudinal corrugation with a single main part in FIG. bias.
Dans ce cas on ne retrouve pas la jonction courbe entre deux parties en biais orientées l'une à droite et l'autre à gauche que l'on a décrite en référence à la figure 1. L'orientation alternée se retrouve de l'une à l'autre des plaques alternées dans la série de plaques accolées, et de là de l'une à l'autre des couches de garnissage sur la hauteur de la colonne. In this case, we do not find the curved junction between two angled portions oriented one to the right and the other to the left that has been described with reference to Figure 1. The alternating orientation is found in one at the other of the alternate plates in the series of contiguous plates, and thence from one to the other of the layers of packing on the height of the column.
Il reste que les ondulations 01 - 02 ayant pour crêtes respectives S1 et S2, représentées sur la plaque G' de la figure 4, définissant des canaux longitudinaux C se terminent vers le haut et vers le bas par des tronçons verticaux et que les bords supérieurs et inférieurs de chaque plaque sont rectilignes dans la direction transversale. Les échancrures E10, E11, E12, E13 prévues aux extrémités des canaux n'entament les bords transversaux de chaque plaque que sur une largeur mineure du bord rectiligne terminant chaque canal, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante. Dans les modes de réalisation particuliers suivant l'invention considérée ici, ces bords transversaux à échancrures se placent horizontalement dans la colonne, les différentes plaques étant globalement rectangulaires. Dans chaque couche de garnissage, elles sont de même hauteur et disposées à même niveau, juxtaposées les unes aux autres. En haut et en bas, les bords transversaux des plaques constituent ensemble l'équivalent d'une face d'appui plane par laquelle les couches superposées reposent les unes sur les autres. It remains that the ripples 01 - 02 having as ridges respective S1 and S2, shown on the plate G 'of Figure 4, defining longitudinal channels C terminate upwards and downwards by vertical sections and that the upper and lower edges of each plate are straight in the transverse direction . The indentations E10, E11, E12, E13 provided at the ends of the channels encircle the transverse edges of each plate only over a minor width of the rectilinear edge terminating each channel, substantially in the middle of the wall in a corresponding inclined plane. In particular embodiments according to the invention considered here, these transverse notched edges are placed horizontally in the column, the various plates being generally rectangular. In each layer of packing, they are of the same height and arranged at the same level, juxtaposed to each other. At the top and bottom, the transverse edges of the plates together constitute the equivalent of a plane bearing face through which the superposed layers rest on one another.
Dans chaque couche de garnissage, les différentes plaques ondulées, chacune coupée à la largeur adaptée à la section de la colonne à remplir, sont juxtaposées en alternance de manière qu'à chaque niveau, l'orientation des ondulations d'une plaque fasse un angle non nul avec celle des ondulations de la plaque voisine. Autrement dit, les nappes de canaux qui se font face entre deux plaques accolées se jouxtant par la crête de leurs ondulations respectives se croisent, les canaux de l'une étant orientés vers la droite, ceux de l'autre vers la gauche. In each lining layer, the different corrugated plates, each cut to the width adapted to the section of the column to be filled, are juxtaposed alternately so that at each level, the orientation of the corrugations of a plate makes an angle not zero with that of the undulations of the neighboring plate. In other words, the layers of channels that face each other between two adjoining plates adjoining each other by the crest of their respective undulations intersect each other, the channels of one being oriented to the right, those of the other to the left.
La colonne sera garnie de plusieurs couches de plaques semblables, empilées les unes au-dessus des autres. Les couches de plaques sont empilées de manière croisée. En général, les plans médians des plaques d'une couche donnée forment un angle compris de préférence entre 80 et 95 degrés, souvent de l'ordre de 90 degrés, par rapport aux plans médians des plaques de la couche adjacente dans l'empilement. Le fluide en phase liquide est introduit en tête de colonne et descend à travers les empilements de couches de plaques dans la colonne alors que le fluide en phase gazeuse introduit en fond de colonne traverse la colonne dans le sens inverse. Les échanges entre le liquide et le gaz se font notamment à la surface des plaques ondulées des différentes couches. The column will be lined with several layers of similar plates stacked one above the other. The plate layers are stacked crosswise. In general, the median planes of the plates of a given layer form an angle preferably between 80 and 95 degrees, often of the order of 90 degrees, relative to the median planes of the plates of the adjacent layer in the stack. The fluid in the liquid phase is introduced at the top of the column and descends through the stacks of plate layers in the column while the gas phase fluid introduced at the bottom of the column passes through the column in the opposite direction. The exchanges between the liquid and the gas are especially on the surface of the corrugated plates of the different layers.
La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. Quand on met ainsi en œuvre la présente invention, on parvient à améliorer les conditions de circulation des fluides dans la colonne, à mieux équilibrer leur répartition dans tout l'espace interne, sans laisser de zones de stagnation ni provoquer l'apparition de turbulences, à assurer un temps de contact des fluides avec la surface mouillable qui soit optimum, régulier et uniforme en tous points de celle-ci, à parfaire le compromis entre volume de vide et étendue de surface mouillable, et globalement à favoriser l'échange entre les fluides au sein de ladite colonne et, dans une colonne de distillation, à réduire les risques d'engorgement de la colonne qui adviennent quand un excès de liquide ne peut plus vaincre une pression trop forte de la phase vaporisée. Selon l'invention on réalise un système conduisant à un compromis optimal entre les conditions de circulation des fluides léchant les plaques ondulées et une surface de contact importante pour les transferts entre les fluides, notamment dans le cas d'un échange entre phase liquide et phase gazeuse, auquel il s'ajoute une disposition entre fenêtres d'emboutissage et pans rectilignes des canaux faite en faveur de la commodité de fabrication. The foregoing description clearly explains how the invention achieves the goals it has set for itself. When the present invention is used in this way, it is possible to improve the flow conditions of the fluids in the column, to better balance their distribution throughout the internal space, without leaving stagnant zones or causing the appearance of turbulence, to ensure a contact time of the fluids with the wettable surface which is optimum, regular and uniform in all points thereof, to perfect the compromise between void volume and wettable surface area, and overall to promote the exchange between the fluids within said column and, in a distillation column, to reduce the risks of clogging of the column that occur when an excess of liquid can no longer overcome a too high pressure of the vaporized phase. According to the invention, a system is produced which leads to an optimal compromise between the fluid circulation conditions licking the corrugated plates and a large contact surface for transfers between the fluids, in particular in the case of an exchange between the liquid phase and the phase. gas, which is added a provision between stamping windows and straight sections of the channels made in favor of the convenience of manufacture.

Claims

REVE DICATIONS REVE DICATIONS
1. Structure de garnissage de colonne d'échange entre fluides comportant des couches superposées de plaques ondulées accolées chacune conformée pour définir des canaux parallèles présentant une partie principale rectiligne s'orientant en biais de ses bords transversaux dans l'empilement de couches superposées dans lequel lesdites plaques accolées sont prévues pour s'orienter en biais en alternance dans deux directions transversales différentes d'une couche à l'autre de l'empilement et avec leurs canaux respectifs s'orientant alternativement en biais dans l'un et dans l'autre des deux sens opposés d'inclinaison par rapport aux bords transversaux des plaques superposées, et chacune conformée pour présenter le long d'une partie principale desdits canaux entre leurs extrémités longitudinales, dans la paroi en plan incliné desdits canaux une série de fenêtres d'emboutissage (F) livrant passage aux fluides circulant dans le canal correspondant à travers ladite paroi et ménagées suivant une découpe (A) de forme trapézoïdale surmontée d'une bande de matière (B) et pour présenter des échancrures (E , E2) sur son bord transversal, de préférence à chaque extrémité longitudinale, chaque échancrure étant creusée à partir dudit bord transversal de la plaque terminant chaque canal à travers la matière de celle-ci, en n'entamant ledit bord transversal que sur une largeur mineure, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante dudit canal, de telle manière que lesdites échancrures offrent des passages de circulation des fluides, de l'un à l'autre de deux canaux adjacents à travers la paroi qui les sépare, au niveau de la jonction entre deux couches de garnissage superposées et également d'une plaque à une plaque juxtaposée dans la même couche, et permettant que ledit bord transversal de la plaque soit globalement rectiligne afin que les bords transversaux des plaques constituent ensemble l'équivalent d'une face d'appui plane par laquelle les couches superposées adjacentes reposent les unes s.ur les autres. 1. Fluid exchange column packing structure comprising superposed layers of contiguous corrugated plates each shaped to define parallel channels having a rectilinear main portion oriented obliquely to its transverse edges in the stack of superposed layers in which said adjoining plates are provided to orient alternately in obliquely in two different transverse directions from one layer to another of the stack and with their respective channels oriented alternately obliquely in one and the other two opposite directions of inclination with respect to the transverse edges of the superimposed plates, and each shaped to present along a main part of said channels between their longitudinal ends, in the inclined wall of said channels a series of stamping windows (F) delivering passage to fluids circulating in the corresponding channel through said wall and arranged in a trapezoidal cut (A) surmounted by a strip of material (B) and for presenting notches (E, E2) on its transverse edge, preferably at each longitudinal end, each notch being cut from said edge transverse of the plate terminating each channel through the material thereof, by notching said transverse edge only on a minor width, substantially in the middle of the corresponding inclined plane wall of said channel, such that said notches provide fluid flow passages, from one to another of two adjacent channels through the wall separating them, at the junction between two superposed layers of packing and also from a plate to a plate juxtaposed in the same layer, and allowing said transverse edge of the plate to be generally rectilinear so that the transverse edges of the plates together constitute the equivalent of a facet The plane support by which adjacent superposed layers rest on one another.
2. Structure de garnissage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite échancrure présentant en outre de préférence une extrémité intérieure de forme arrondie. 2. Lining structure according to claim 1, characterized in that said notch further preferably having an inner end of rounded shape.
3. Structure de garnissage de colonne d'échange entre 5 fluides selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les fenêtres d'emboutissage (F) sont ménagées suivant une découpe (A) de forme trapézoïdale, surmontée d'une bande (B) restant de sa création, par rattachement des lignes de base (b1,b2) des deux parties trapézoïdales (B10, B12) qui composent 10 ladite bande (B), lesdites lignes de base (b1,b2) étant de longueurs différentes, et en ce que lesdites parties trapézoïdales (B10, B12) sont en outre reliées entre elles par une forme arrondie (B11). 3. structure exchange column packing between 5 fluids according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stamping windows (F) are formed in a cut (A) trapezoidal shape, surmounted by a band (B) remaining from its creation, by attachment of the baselines (b1, b2) of the two trapezoidal parts (B10, B12) which make up said band (B), said baselines (b1, b2) being of different lengths, and in that said trapezoidal portions (B10, B12) are further interconnected by a rounded shape (B11).
4. Structure de garnissage de colonne d'échange entre 15 fluides selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les canaux longitudinaux se terminent vers le haut et vers le bas par des tronçons verticaux et les bords supérieurs et inférieurs de chaque plaque sont globalement rectilignes dans la direction transversale. 4. exchange column packing structure between 15 fluids according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal channels terminate upwards and downwards by vertical sections and the upper and lower edges of each plate are generally rectilinear in the transverse direction.
20 5. Structure de garnissage de colonne d'échange entre fluides selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des plaques présente des canaux comportant deux parties orientées en biais (R10, R11), disposées symétriquement de part et d'autre d'une partie centrale courbe5. Fluid exchange column packing structure according to one of the preceding claims, characterized in that each of the plates has channels having two angled portions (R10, R11) arranged symmetrically on both sides. other of a curved central part
25. (RC) qui fait rejoindre lesdites deux parties en biais, et qui font entre elles un angle qui est compris entre 70 et 130 degrés, de préférence entre 80 et 125 degrés. 25. (RC) which makes join said two parts obliquely, and which are between them an angle which is between 70 and 130 degrees, preferably between 80 and 125 degrees.
6. Plaque ondulée de garnissage structuré d'une colonne d'échange de fluides, formant une succession d'ondulations 30 transversales définissant des canaux longitudinaux de circulation des fluides, lesdits canaux présentant une section triangulaire, les ondulations définissant les parois qui les délimitent suivant deux plans inclinés transversaux globalement symétriques à partir d'un sommet définissant la crête de l'ondulation correspondante, lesdites ondulations suivant un trajet sinueux comportant une partie à ouvertures orientée en biais entre la direction longitudinale des extrémités des canaux et la direction transversale des bords transversaux de la plaque, le long d'une partie principale desdits canaux entre leurs extrémités longitudinales, une série de fenêtres d'emboutissage (F) étant présentes dans les parois des ondulations et livrant passage à un fluide circulant dans le canal correspondant à travers la paroi et ménagées suivant une découpe (A) de forme trapézoïdale surmontée d'une bande (B) restant de sa création, par rattachement des lignes de base (b1,b2) des deux parties trapézoïdales (B10, B12) qui composent ladite bande (B), lesdites lignes de base (b1,b2) étant de longueurs différentes, et en ce que lesdites parties trapézoïdales (B10, B12) sont en outre reliées entre elles par une forme arrondie (ΒΊ1). 6. A corrugated structured packing plate of a fluid exchange column, forming a succession of transverse corrugations defining longitudinal fluid circulation channels, said channels having a triangular section, the undulations defining the walls which delimit them according to two generally symmetrical transverse inclined planes from a vertex defining the peak of the corresponding corrugation, said corrugations following a sinuous path having an apertured portion oriented at an angle between the longitudinal direction of the ends of the channels and the transverse direction of the transverse edges of the channel; the plate, along a main portion of said channels between their longitudinal ends, a series of stamping windows (F) being present in the walls of the corrugations and delivering passage to a fluid flowing in the corresponding channel through the wall and arranged in a trapezoidal cut (A) surmounted by a strip (B) remaining from its creation, by attachment of the baselines (b1, b2) of the two trapezoidal parts (B10, B12) which make up said strip (B) , said baselines (b1, b2) being of different lengths, and in that said trapezoidal portions (B10, B12) are in out re interconnected by a rounded shape (ΒΊ1).
7. Plaque selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la bande (B) est de forme allongée dont la direction principale est orientée selon un angle sensiblement égal à 90 degrés par rapport au plan incliné de la paroi de l'ondulation dans laquelle elle est formée. 7. Plate according to the preceding claim, characterized in that the strip (B) is of elongated shape, the main direction is oriented at an angle substantially equal to 90 degrees relative to the inclined plane of the wall of the corrugation in which it is formed.
8. Plaque selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que le long de chaque partie à ouvertures d'emboutissage, le trajet desdites ondulations est rectiligne. 8. Plate according to one of claims 6 to 7, characterized in that along each part with stamping openings, the path of said corrugations is rectilinear.
9. Plaque selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les parois desdites ondulations (O, O') présentent des échancrures (E1, E2) sur le bord transversal de la plaque, à chaque extrémité longitudinale de celle-ci, chaque échancrure se présentant sous forme d'une découpe de forme allongée dans le sens longitudinal du canal, ne comportant pas de matière à l'intersection avec ledit bord, réalisée en n'entamant ledit bord transversal que sur une largeur mineure, sensiblement au milieu de la paroi en plan incliné correspondante dudit canal, et présentant un contour de forme arrondi dans sa partie opposée à cette intersection, ledit bord transversal de la plaque étant en outre globalement rectiligne. 9. Plate according to one of claims 6 to 8, characterized in that the walls of said corrugations (O, O ') have indentations (E1, E2) on the transverse edge of the plate, at each longitudinal end thereof. ci, each notch being in the form of a recess of elongated shape in the longitudinal direction of the channel, having no material at the intersection with said edge, made by noting said transverse edge only on a minor width, substantially between of the corresponding inclined plane wall of said channel, and having a contour of rounded shape in its portion opposite to this intersection, said transverse edge of the plate being furthermore generally rectilinear.
"lO.PIaque selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que chaque extrémité longitudinale des canaux de ladite plaque comporte en outre une partie terminale présentant une courbe (EC) et de sorte que les canaux longitudinaux se terminent vers le haut et vers le bas par des tronçons verticaux, les bords supérieurs et inférieurs de chaque plaque étant globalement rectilignes dans la direction transversale. 10, characterized in that each longitudinal end of the channels of said plate further comprises an end portion having a curve (EC) and so that the longitudinal channels terminate upwards. and downwards by vertical sections, the upper and lower edges of each plate being generally rectilinear in the transverse direction.
11. Plaque selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que chacun de ses canaux comporte deux parties orientées en biais (R10, R11), disposées symétriquement de part et d'autre d'une partie centrale courbe (RC) qui fait rejoindre Iesdites deux parties en biais, et qui font entre elles un angle qui est compris entre 70 et 130 degrés, de préférence entre 80 et 125 degrés. 11. Plate according to one of claims 6 to 10, characterized in that each of its channels comprises two biased portions (R10, R11), arranged symmetrically on either side of a curved central portion (RC) which makes said two parts join at an angle, and which form between them an angle which is between 70 and 130 degrees, preferably between 80 and 125 degrees.
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