FR2780772A1 - Plate heat exchanger for use in a crystallization process - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un échangeur de chaleur à plaques qui peut êtreThe invention relates to a plate heat exchanger which can be
utilisé en particulier dans une installation de cristallisation et un procédé de used in particular in a crystallization plant and a process for
cristallisation mettant en oeuvre l'échangeur de chaleur. crystallization using the heat exchanger.
Dans l'industrie chimique, pour la production de substances sous forme de cristaux ou de particules calibrées, il peut être nécessaire de réali- ser la cristallisation de la substance contenue dans une solution aqueuse. Il In the chemical industry, for the production of substances in the form of crystals or calibrated particles, it may be necessary to crystallize the substance contained in an aqueous solution. he
en est ainsi en particulier dans le cas de la production de l'acide téréphtali- this is particularly so in the case of the production of terephthalic acid.
que (TA) et de l'acide téréphtalique purifié (PTA). as (TA) and purified terephthalic acid (PTA).
A l'issue d'une élaboration chimique, on obtient une solution aqueuse After a chemical preparation, an aqueous solution is obtained
renfermant en suspension des cristaux de la substance. Ces cristaux ren- containing crystals of the substance in suspension. These crystals
ferment des impuretés et leurs dimensions se situent, pour une grande par- close impurities and their dimensions lie, for a large part
tie d'entre eux, en dehors des tailles de cristaux voulues dans le produit fini. tie of them, apart from the desired crystal sizes in the finished product.
Il est donc nécessaire de réaliser la purification et la cristallisation de la substance, de manière à obtenir des cristaux ou particules calibrées de It is therefore necessary to carry out the purification and crystallization of the substance, so as to obtain calibrated crystals or particles of
dimensions parfaitement déterminées et ne contenant que des teneurs rési- perfectly determined dimensions and containing only residual contents
duelles très faibles d'impuretés.very weak dual impurities.
Pour cela, en particulier dans le cas de l'acide téréphtalique, on porte la solution de départ à une température élevée de dissolution des cristaux For this, in particular in the case of terephthalic acid, the starting solution is brought to a high temperature for dissolving the crystals
de la substance, on introduit la solution homogène obtenue à haute tempé- of the substance, the homogeneous solution obtained at high temperature is introduced.
rature dans un réacteur chimique réalisant la séparation des impuretés et on erasing in a chemical reactor carrying out the separation of impurities and
refroidit la solution homogène purifiée, de manière à obtenir une cristallisa- cools the purified homogeneous solution, so as to obtain a crystallization
tion de la substance sous forme de cristaux ou particules parfaitement cali- tion of the substance in the form of perfectly calcified crystals or particles
brées. La solution homogène à une température de l'ordre de 300 C sous une. pression de 200 bars, qui a été purifiée dans le réacteur chimique, subit plusieurs détentes et refroidissements dans des réservoirs successifs. Dans le dernier récipient, on obtient la substance à l'état purifié et cristallisé, avec une taille de cristaux déterminée, en suspension dans de l'eau. Il suffit alors brées. The homogeneous solution at a temperature of the order of 300 C under one. pressure of 200 bar, which has been purified in the chemical reactor, undergoes several expansion and cooling in successive tanks. In the last container, the substance is obtained in the purified and crystallized state, with a determined crystal size, suspended in water. It is enough then
d'assurer la séparation des cristaux et de l'eau. to ensure the separation of crystals and water.
La solution de départ renfermant les cristaux non purifiés est chauffée par passages successifs dans des échangeurs de chaleur, dans lesquels le chauffage de la solution est assuré par la vapeur récupérée dans chacun The starting solution containing the unpurified crystals is heated by successive passages in heat exchangers, in which the heating of the solution is ensured by the vapor recovered in each
des réservoirs de détente de la solution purifiée. En sortie du dernier échan- expansion tanks of the purified solution. At the end of the last exchange
geur, on obtient une solution homogène dans laquelle les cristaux renfer- geur, a homogeneous solution is obtained in which the crystals contain
mant les impuretés sont dissous, cette solution étant à une haute tempéra- mant the impurities are dissolved, this solution being at a high temperature
ture, de l'ordre de 300 C.ture, of the order of 300 C.
Une telle installation de purification et de cristallisation, qui nécessite lI'utilisation de réservoirs de détente successifs, par exemple quatre réser- voirs, d'échangeurs de chaleur associés aux réservoirs de détente et de Such a purification and crystallization installation, which requires the use of successive expansion tanks, for example four tanks, heat exchangers associated with the expansion tanks and
conduites de liaison entre les différents éléments de l'installation, est com- connecting pipes between the different elements of the installation, is com-
plexe et coûteuse quant aux investissements nécessaires pour sa construc- flexible and costly in terms of the investments necessary for its construction
tion et aux frais d'exploitation.operation costs.
Il serait donc souhaitable de disposer d'un procédé et d'un dispositif permettant de réaliser la dissolution des cristaux et la mise en température It would therefore be desirable to have a method and a device for dissolving the crystals and bringing them to temperature
de la solution avant son entrée dans le réacteur chimique ainsi que le refroi- of the solution before entering the chemical reactor as well as cooling
dissement de la solution à la sortie du réacteur chimique et la cristallisation de la substance sous forme de cristaux d'une taille requise, par circulation en continu de la solution de départ et de la solution récupérée à la sortie du smoothing of the solution at the outlet of the chemical reactor and crystallization of the substance in the form of crystals of a required size, by continuous circulation of the starting solution and of the solution recovered at the outlet of the
réacteur chimique, dans un seul échangeur de chaleur. chemical reactor, in a single heat exchanger.
Cependant, le processus de cristallisation de la substance sous forme de particules calibrées nécessite une vitesse de circulation très lente de la solution purifiée dans l'échangeur de chaleur, cette vitesse pouvant être de I'ordre de 0,5 à 1 m/s et une très grande longueur de parcours de la solution However, the crystallization process of the substance in the form of calibrated particles requires a very slow circulation speed of the purified solution in the heat exchanger, this speed possibly being of the order of 0.5 to 1 m / s and a very long path of the solution
de départ et de la solution purifiée à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. and purified solution inside the heat exchanger.
Du fait de la très faible vitesse de circulation de la solution dans Due to the very low speed of circulation of the solution in
l'échangeur de chaleur, il existe des risques importants de dépôt des cris- heat exchanger, there are significant risks of deposition of
taux formés ou présents dans la solution et de colmatage des canaux de rates formed or present in the solution and clogging of the canals
I'échangeur de chaleur.The heat exchanger.
On connaît des échangeurs de chaleur à plaques qui sont constitués par des empilements de plaques en tôle métallique, par exemple en acier Plate heat exchangers are known which consist of stacks of sheet metal plates, for example steel
résistant à la corrosion, entre lesquelles on ménage des canaux de circula- resistant to corrosion, between which are circulated channels
tion d'au moins deux fluides d'échange de chaleur. Les tôles sont formées de manière à comporter des ondulations suivant des parcours sinueux qui allongent le parcours des fluides d'échange à l'intérieur de l'échangeur à plaques et favorisent ainsi les échanges thermiques. En outre, ces parcours sinueux permettent d'obtenir un écoulement turbulent des fluides dans les canaux de l'échangeur de chaleur à plaques, même à une très faible vitesse tion of at least two heat exchange fluids. The sheets are formed so as to have corrugations along sinuous paths which lengthen the path of the exchange fluids inside the plate exchanger and thus promote heat exchanges. In addition, these sinuous paths make it possible to obtain a turbulent flow of the fluids in the channels of the plate heat exchanger, even at a very low speed.
de circulation de ces fluides, et donc favorisent les échanges thermiques. circulation of these fluids, and therefore promote heat exchange.
Les échangeurs à plaques peuvent donc apparaître comme adaptés au procédé de cristallisation de substances contenues dans une solution aqueuse. Cependant, il est nécessaire de prévoir des parcours d'échange entre les fluides de très grande longueur, de l'ordre de 20 à 300 m, de sorte Plate exchangers can therefore appear to be suitable for the crystallization process of substances contained in an aqueous solution. However, it is necessary to provide exchange paths between very long fluids, of the order of 20 to 300 m, so
que les échangeurs de chaleur à plaques de conception habituelle compor- than conventional plate heat exchangers have
tant de telles longueurs de parcours d'échange peuvent avoir des dimen- so many such exchange path lengths can have dimensions
sions considérables et en particulier une longueur du même ordre que la sions considerable and in particular a length of the same order as the
longueur du parcours d'échange. De telles longueurs ne sont pas conceva- length of the exchange route. Such lengths are not designed
bles, du fait du coût de fabrication des échangeurs de chaleur à plaques de très grande longueur, de leur encombrement excessif dans les installations de production chimique et des difficultés techniques pouvant apparaître lors due to the cost of manufacturing very long plate heat exchangers, their excessive bulk in chemical production plants and technical difficulties which may arise during
de leur utilisation et de leur entretien. of their use and maintenance.
Dans d'autres domaines que la cristallisation, il peut être également In areas other than crystallization, it can also be
nécessaire de disposer d'échangeurs de chaleur à plaques ayant un par- necessary to have plate heat exchangers having a par-
cours de circulation des fluides d'échange de très grande longueur, sans very long exchange fluid circulation courses, without
que l'encombrement total de l'échangeur à plaques ne soit excessif. the overall size of the plate heat exchanger is not excessive.
Le but de l'invention est donc de proposer un échangeur de chaleur à plaques ayant un parcours de circulation avec échange de chaleur mutuel, The object of the invention is therefore to propose a plate heat exchanger having a circulation path with mutual heat exchange,
d'un premier et d'au moins un second fluide, de grande longueur, en particu- a first and at least one second fluid, of great length, in particular
lier pour une installation de cristallisation d'une substance contenue dans une solution liquide, par exemple aqueuse constituant l'un des fluides, cet échangeur de chaleur présentant un encombrement total raisonnable et des bind for a crystallization installation of a substance contained in a liquid, for example aqueous solution constituting one of the fluids, this heat exchanger having a reasonable total bulk and
conditions d'exploitation économiques. economic operating conditions.
Dans ce but, I'échangeur de chaleur à plaques suivant l'invention comporte une pluralité d'éléments d'échange de chaleur entre le premier et le second fluides constitués chacun par un empilement de plaques ondulées entre lesquelles sont ménagés des espaces de circulation du premier et du second fluide, suivant une direction générale correspondant à une direction For this purpose, the plate heat exchanger according to the invention comprises a plurality of heat exchange elements between the first and the second fluids each consisting of a stack of corrugated plates between which are provided spaces for circulation of the first and second fluid, in a general direction corresponding to a direction
longitudinale des plaques, les éléments étant disposés de manière adja- longitudinal of the plates, the elements being arranged so as to
cente les uns par rapport aux autres dans une première direction transver- center with respect to each other in a first transverse direction
sale parallèle aux plaques et dans une seconde direction transversale per- dirty parallel to the plates and in a second transverse direction per-
pendiculaire aux plaques, de façon à être juxtaposés suivant toute leur lon- pendular to the plates, so as to be juxtaposed along their entire length
gueur et comportant à leurs extrémités longitudinales des moyens de distri- and comprising at their longitudinal ends means for distributing
bution et de guidage du premier et du second fluides, tel que le premier et le bution and guidance of the first and second fluids, such as the first and the
second fluides circulent à contre-courant dans chacun des éléments et sui- second fluids flow against the current in each of the elements and follow
vant toute la longueur de chacun des éléments, successivement. L'invention est également relative à un procédé de cristallisation the entire length of each of the elements, successively. The invention also relates to a crystallization process
d'une substance contenue dans une solution, par passage dans un échan- of a substance contained in a solution, by passage through a sample
geur de chaleur à plaques.plate heat gor.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple, une installation de cristallisation comportant un échangeur de chaleur suivant l'invention, I'échangeur de chaleur et son procédé In order to clearly understand the invention, a description will now be given, by way of example, of a crystallization installation comprising a heat exchanger according to the invention, the heat exchanger and its process.
d'utilisation pour la cristallisation d'une solution. of use for the crystallization of a solution.
La figure 1 est une vue schématique d'une installation de cristallisa- FIG. 1 is a schematic view of an installation for crystallization
tion comportant un échangeur de chaleur à plaques suivant l'invention. tion comprising a plate heat exchanger according to the invention.
La figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'échangeur à pla- Figure 2 is an exploded perspective view of the plate heat exchanger
ques suivant l'invention.according to the invention.
La figure 3 est une vue latérale suivant 3 de l'échangeur à plaques. Figure 3 is a side view along 3 of the plate heat exchanger.
La figure 4 est une vue en bout suivant 4 de l'échangeur à plaques Figure 4 is an end view along 4 of the plate heat exchanger
représenté sur la figure 2.shown in figure 2.
La figure 5 est une vue en perspective d'une partie d'extrémité d'un Figure 5 is a perspective view of an end portion of a
élément d'échange de l'échangeur à plaques. exchange element of the plate heat exchanger.
La figure 6 est une vue en bout suivant 6 de la figure 5 de l'élément Figure 6 is an end view along 6 of Figure 5 of the element
d'échange de l'échangeur à plaques. plate heat exchanger.
La figure 7 est une vue schématique de la partie frontale d'un échan- FIG. 7 is a schematic view of the front part of a heat exchanger
geur à plaques suivant l'invention montrant la distribution et la circulation du plate ger according to the invention showing the distribution and circulation of
premier et du second fluides d'échange dans l'échangeur à plaques. first and second exchange fluids in the plate heat exchanger.
Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique une installa- In Figure 1, there is shown schematically an installation
tion permettant de réaliser la purification et la cristallisation sous forme de cristaux calibrés d'une substance telle que l'acide téréphtalique contenue tion for carrying out the purification and crystallization in the form of calibrated crystals of a substance such as terephthalic acid contained
dans une solution aqueuse.in an aqueous solution.
L'installation, désignée de manière générale par le repère 1, com- The installation, generally designated by the reference 1, comprises
porte un réacteur chimique 2 permettant d'extraire les impuretés d'une substance chimique dans une solution homogène à haute température et un carries a chemical reactor 2 making it possible to extract the impurities of a chemical substance in a homogeneous solution at high temperature and a
échangeur de chaleur à plaques 3 suivant l'invention. plate heat exchanger 3 according to the invention.
L'installation 1 est destinée à réaliser la purification et le calibrage des cristaux d'une substance contenue dans une solution aqueuse, à la suite d'un procédé de fabrication chimique. La substance se trouve sous la forme The installation 1 is intended to carry out the purification and the calibration of the crystals of a substance contained in an aqueous solution, following a chemical manufacturing process. The substance is in the form
de cristaux en suspension dans la solution de départ, ces cristaux renfer- crystals in suspension in the starting solution, these crystals contain
mant des impuretés et présentant des tailles se situant généralement en de- mant of impurities and having sizes generally falling below
hors de l'intervalle de tailles requises pour les cristaux du produit fini. outside the size range required for the crystals of the finished product.
La solution de départ est introduite, à une température qui peut être de l'ordre de 100 C, sous une haute pression de l'ordre de 200 bars, dans la The starting solution is introduced, at a temperature which may be of the order of 100 C, under a high pressure of the order of 200 bars, into the
conduite d'entrée la d'un premier fluide d'échange dans l'échangeur à pla- inlet pipe la of a first exchange fluid in the plate heat exchanger
ques 3. La solution de départ circule dans les canaux réservés au premier fluide d'échange de l'échangeur à plaques 3, suivant toute la longueur de ces canaux, comme indiqué par la flèche dans la partie supérieure de ques 3. The starting solution circulates in the channels reserved for the first exchange fluid of the plate exchanger 3, along the entire length of these channels, as indicated by the arrow in the upper part of
I'échangeur à plaques 3.The plate heat exchanger 3.
La solution récupérée à la sortie du réacteur chimique 2 est introduite dans les canaux de circulation du second fluide d'échange de l'échangeur à plaques 3, par la conduite ld d'entrée du second fluide d'échange dans The solution recovered at the outlet of the chemical reactor 2 is introduced into the circulation channels of the second exchange fluid of the plate exchanger 3, via the inlet line ld of the second exchange fluid in
l'échangeur à plaques 3. La solution provenant du réacteur chimique 2 cir- the plate heat exchanger 3. The solution from the chemical reactor 2 circulates
cule dans l'échangeur à plaques, suivant toute la longueur des canaux ré- flows in the plate heat exchanger, along the entire length of the channels
servés au second fluide d'échange, comme représenté par la flèche dans la served to the second exchange fluid, as represented by the arrow in the
partie inférieure de l'échangeur à plaques 3. lower part of the plate heat exchanger 3.
Par échange de chaleur entre les fluides, la solution de départ est portée à une température de l'ordre de 300 C, sous la pression de 200 bars, les cristaux renfermant les impuretés de la solution de départ sont dissous progressivement dans la solution, si bien qu'à la sortie lc du premier fluide d'échange de l'échangeur à plaques 3, on obtient une solution homogène à une température de l'ordre de 300 C et qui est introduite dans le réacteur chimique 2. A l'intérieur du réacteur chimique 2, la solution homogène est By heat exchange between the fluids, the starting solution is brought to a temperature of the order of 300 C, under a pressure of 200 bars, the crystals containing the impurities of the starting solution are gradually dissolved in the solution, if although at the outlet lc of the first exchange fluid from the plate exchanger 3, a homogeneous solution is obtained at a temperature of the order of 300 C and which is introduced into the chemical reactor 2. Inside of chemical reactor 2, the homogeneous solution is
purifiée, de telle sorte que les impuretés contenues dans les cristaux de dé- purified, so that the impurities contained in the crystals of
part sont séparées de la solution. part are separated from the solution.
La solution homogène purifiée récupérée à 300 sous 200 bars à la sortie du réacteur chimique 2 est introduite dans la conduite 1 d d'entrée du The purified homogeneous solution recovered at 300 at 200 bars at the outlet of the chemical reactor 2 is introduced into the line 1 d entering the
second fluide d'échange dans l'échangeur à plaques 3. second exchange fluid in the plate exchanger 3.
Par échange thermique avec la solution de départ qui circule à con- By heat exchange with the starting solution which circulates at
tre-courant de la solution purifiée dans l'échangeur à plaques 3, on refroidit la solution homogène purifiée progressivement, de manière qu'il se forme dans cette solution des cristaux purs en suspension dans la solution very current of the purified solution in the plate exchanger 3, the homogeneous purified solution is cooled gradually, so that pure crystals suspended in the solution are formed in this solution
aqueuse dont la teneur en substance chimique diminue progressivement. aqueous whose chemical content gradually decreases.
Lorsqu'on récupère la solution purifiée par la conduite de sortie du second fluide d'échange 1 b de l'échangeur à plaques 3, cette solution est en When the solution purified by the outlet pipe of the second exchange fluid 1b from the plate exchanger 3 is recovered, this solution is in
fait constituée par de l'eau contenant en suspension des cristaux parfaite- made up of water containing suspended crystals perfect-
ment calibrés. La circulation à très faible vitesse de la solution purifiée à l'intérieur de l'échangeur à plaques 3 a permis de réaliser une cristallisation dans des conditions telles que les cristaux formés ont tous la taille requise calibrated. The circulation at very low speed of the purified solution inside the plate exchanger 3 made it possible to achieve crystallization under conditions such that the crystals formed were all of the required size.
pour le produit fini ou se situent dans un intervalle de tailles très étroit. for the finished product or fall within a very narrow size range.
En outre, I'écoulement de la solution homogène purifiée à l'intérieur In addition, the flow of the purified homogeneous solution inside
de l'échangeur de chaleur est un écoulement turbulent malgré la basse vi- of the heat exchanger is a turbulent flow despite the low vi-
tesse de circulation dans l'échangeur de chaleur à plaques, en particulier du fait que les canaux de circulation de fluide sont délimités par des ondulations sinueuses des plaques de l'échangeur. On évite ainsi tout dépôt de cristaux circulation flow in the plate heat exchanger, in particular because the fluid circulation channels are delimited by sinuous undulations of the plates of the exchanger. This avoids any deposit of crystals
à l'intérieur des canaux de l'échangeur à plaques. inside the channels of the plate heat exchanger.
L'échangeur à plaques permet d'obtenir un très bon rendement des échanges thermiques, I'abaissement de la température de la solution entre The plate heat exchanger provides very good heat exchange efficiency, lowering the temperature of the solution between
l'entrée la du premier fluide d'échange de l'échangeur à plaques 3 et la sor- the inlet of the first exchange fluid of the plate exchanger 3 and the outlet
tie 1b du second fluide d'échange de l'échangeur à plaques étant inférieur à C. Pour réaliser les échanges de chaleur voulus dans l'échangeur de chaleur à plaques 3, il faut disposer d'un long parcours de circulation des fluides d'échange par exemple de l'ordre de 20 à 300 m. L'échangeur de tie 1b of the second exchange fluid of the plate exchanger being less than C. To carry out the desired heat exchanges in the plate heat exchanger 3, it is necessary to have a long circulation path for the fluids exchange for example of the order of 20 to 300 m. The heat exchanger
chaleur à plaques 3, représenté en particulier sur la figure 2, permet de réa- plate heat 3, shown in particular in Figure 2, allows
liser un tel parcours de grande longueur des fluides sans nécessiter un sur- read such a long course of fluids without requiring an over-
dimensionnement de l'échangeur de chaleur. dimensioning of the heat exchanger.
L'échangeur de chaleur 3, représenté sur la figure 2, comporte une enveloppe externe 4 de forte épaisseur dans laquelle est disposé le faisceau de l'échangeur de chaleur à plaques. The heat exchanger 3, shown in FIG. 2, has a very thick outer casing 4 in which the bundle of the plate heat exchanger is placed.
Le faisceau 5 de l'échangeur à plaques est constitué par des élé- The bundle 5 of the plate heat exchanger consists of elements
ments d'échange 6 réalisés chacun sous la forme d'un empilement de pla- exchange elements 6 each produced in the form of a stack of plates
ques 7 constituées de tôles en acier inoxydable ayant une longueur très su- ques 7 made of stainless steel sheets having a very long length
périeure à leur largeur. Par exemple, on peut utiliser des tôles ayant une largeur de l'ordre de 0,5 m et une longueur de l'ordre de 15 m. Les éléments 6 du faisceau 5 de l'échangeur de chaleur présentent sensiblement la forme less than their width. For example, it is possible to use sheets having a width of the order of 0.5 m and a length of the order of 15 m. The elements 6 of the bundle 5 of the heat exchanger have substantially the shape
de parallélépipèdes ayant une section transversale carrée. of parallelepipeds having a square cross section.
Le faisceau d'échange 5 comporte seize éléments d'échange 6 qui sont disposés les uns par rapport aux autres de manière adjacente, dans The exchange bundle 5 comprises sixteen exchange elements 6 which are arranged relative to each other in an adjacent manner, in
une première direction transversale parallèle aux plaques (direction trans- a first transverse direction parallel to the plates (transverse direction
versale horizontale sur la figure 2) et dans une seconde direction transver- horizontal horizontal in Figure 2) and in a second transverse direction
sale perpendiculaire aux plaques (direction verticale sur la figure 2). dirty perpendicular to the plates (vertical direction in figure 2).
Les seize éléments d'échange 6 sont juxtaposés suivant toute leur longueur, à l'intérieur du faisceau 5 et séparés les uns des autres par des The sixteen exchange elements 6 are juxtaposed along their entire length, inside the bundle 5 and separated from each other by
espaces 8.spaces 8.
Les éléments d'échange 6 juxtaposés constituent quatre rangées ver- The exchange elements 6 juxtaposed constitute four rows ver-
ticales, respectivement désignées par les lettres a, b, c et d, et quatre ran- tical, respectively designated by the letters a, b, c and d, and four ran-
gées horizontales désignées respectivement par les lettres a', b', c' et d' (fi- horizontal ages designated respectively by the letters a ', b', c 'and d' (fi-
gure 7).gure 7).
Chaque élément d'échange est disposé dans une rangée verticale ou colonne et dans une rangée horizontale qui définissent sa position dans un réseau à mailles carrées. On désignera un élément d'échange quelconque de l'ensemble d'éléments d'échange par la référence 6 suivie de l'indication Each exchange element is arranged in a vertical row or column and in a horizontal row which define its position in a square mesh network. We will designate any exchange element of the set of exchange elements by the reference 6 followed by the indication
de la colonne et de la rangée horizontale dans lesquelles se trouve cet élé- of the column and the horizontal row in which this element is located
ment. Par exemple, I'élément situé dans l'angle du faisceau dans la pre- is lying. For example, the element located in the angle of the beam in the first
mière colonne a et dans la rangée horizontale a' inférieure sera désigné par column a and in the bottom horizontal row a 'will be denoted by
6aa'.6aa '.
En se reportant aux figures 2 et 3, ainsi qu'aux figures 5 et 6, on voit Referring to Figures 2 and 3, as well as Figures 5 and 6, we see
que chacune des éléments 6, de forme générale parallélépipédique, com- that each of the elements 6, of generally parallelepiped shape, comprises
porte une enveloppe externe 9 constituée par des tôles assemblées entre elles sous la forme d'un boîtier parallélépipédique dans lequel sont montées et fixées, dans des dispositions parallèles, les plaques 7 de l'élément carries an outer casing 9 consisting of sheets assembled together in the form of a parallelepipedic box in which are mounted and fixed, in parallel arrangements, the plates 7 of the element
d'échange de l'échangeur à plaques constituées par des tôles dont la lon- for exchanging the plate heat exchanger made of sheets, the length of which
gueur correspond à la longueur d'un élément d'échange et à la longueur to- length corresponds to the length of an exchange element and to the length to-
tale du faisceau. Les tôles 7 comportent des ondulations ayant un parcours beam tale. The sheets 7 have undulations having a path
sinueux dans une direction globalement longitudinale. sinuous in a generally longitudinal direction.
Comme il est visible sur les figures 5 et 6, chaque élément d'échange de chaleur 6 comporte, dans ses parties d'extrémités, une cloison médiane As can be seen in FIGS. 5 and 6, each heat exchange element 6 has, in its end portions, a central partition
parallèle à deux côtés du boîtier parallélépipédique 9. parallel to two sides of the parallelepiped housing 9.
Les tôles 7 sont fixées suivant toute leur longueur sur les parois laté- The sheets 7 are fixed along their entire length to the side walls.
rales du boîtier 9 et, à leurs extrémités, sur la cloison médiane 10. Les tôles rales of the housing 9 and, at their ends, on the central partition 10. The sheets
7 sont ainsi maintenues dans des dispositions parallèles entre elles, de ma- 7 are thus maintained in parallel arrangements with one another, in
nière que des canaux de circulation de fluide 11 soient ménagés entre deux denier that fluid circulation channels 11 are formed between two
tôles 7 successives et superposées. successive and superimposed sheets 7.
Comme il est visible sur la figure 5, le boîtier 9 des éléments d'échange 6 comporte, fixées dans le prolongement de la paroi supérieure et de la paroi inférieure du boîtier, deux plaques épaisses 12 et 12' assurant le maintien en superposition avec un espacement 8 des boîtiers de deux As can be seen in FIG. 5, the housing 9 of the exchange elements 6 comprises, fixed in the extension of the upper wall and of the lower wall of the housing, two thick plates 12 and 12 ′ ensuring the maintenance in superposition with a spacing 8 of housings of two
éléments d'échange adjacents. Les plaques épaisses 12 et 12' sont égale- adjacent exchange elements. The thick plates 12 and 12 'are equally
ment débordantes sur les côtés latéraux du boîtier 9, de manière à assurer ment overflowing on the lateral sides of the housing 9, so as to ensure
un espacement entre les boîtiers des éléments d'échange de chaleur dispo- a space between the housings of the heat exchange elements available
sés suivant des rangées verticales ou colonnes adjacentes. sés in vertical rows or adjacent columns.
Les canaux 11 de circulation des fluides d'échange de chacun des éléments d'échange 6 débouchent, à chacune des extrémités longitudinales de l'élément d'échange, dans une chambre de distribution de fluide d'un The channels 11 for circulation of the exchange fluids of each of the exchange elements 6 open, at each of the longitudinal ends of the exchange element, into a fluid distribution chamber of a
collecteur, par une face d'extrémité plane 13 ou 13' de l'empilement de pla- collector, by a flat end face 13 or 13 ′ of the stack of plates
ques 7 et du boîtier 9. Les parties d'extrémité des plaques 7 présentent des bords dirigés angulairement et symétriquement par rapport à la direction longitudinale des plaques, de telle sorte que les faces planes 13 et 13' de ques 7 and the housing 9. The end portions of the plates 7 have edges directed angularly and symmetrically with respect to the longitudinal direction of the plates, so that the planar faces 13 and 13 ′ of
I'empilement font entre elles un angle dièdre supérieur à 90 . The stack forms between them a dihedral angle greater than 90.
Les chambres de collecteur dans lesquelles débouchent les canaux de circulation 11 sont divisées en deux compartiments, au niveau de chacun des éléments d'échange, par un prolongement vers l'extérieur de la cloison The manifold chambers into which the circulation channels 11 open are divided into two compartments, at the level of each of the exchange elements, by an extension towards the outside of the partition.
médiane 10 de l'empilement. L'un des compartiments, dans lequel un pre- median 10 of the stack. One of the compartments, in which a pre-
mier ensemble de canaux 11 débouche, par la face 13 de l'empilement, as- mier set of channels 11 opens, by the face 13 of the stack, as-
sure la distribution ou la récupération d'un premier fluide d'échange et l'autre compartiment, dans lequel débouche un second ensemble de canaux 11 de circulation, par la face 13' de l'empilement, assure la distribution ou la récu- pération d'un second fluide d'échange. L'inclinaison des faces 13 et 13' on the distribution or recovery of a first exchange fluid and the other compartment, into which a second set of circulation channels 11 opens, through the face 13 ′ of the stack, ensures the distribution or the recovery a second exchange fluid. The inclination of the faces 13 and 13 '
permet d'éliminer ou de réduire les zones de stagnation du fluide. eliminates or reduces areas of fluid stagnation.
Comme il est visible sur la figure 6, I'extrémité d'un canal 11 sur deux dans la direction transversale perpendiculaire aux plaques 7 est obturée, suivant la face 13 et suivant la face 13' de l'empilement, les canaux obturés suivant la face 13 étant intercalés entre deux canaux obturés suivant la face As can be seen in FIG. 6, the end of one channel out of two in the transverse direction perpendicular to the plates 7 is closed off, along the face 13 and along the face 13 ′ of the stack, the channels closed along the face 13 being inserted between two channels closed along the face
13' et vice-versa. De cette manière, des canaux 11 successifs dans la direc- 13 'and vice versa. In this way, successive channels 11 in the direction
tion transversale perpendiculaire aux plaques 7 sont parcourus alternative- transverse tion perpendicular to the plates 7 are traversed alternative-
ment par le premier et par le second fluides, les extrémités longitudinales de chacun des canaux 11 débouchant dans deux compartiments de collecteurs de distribution d'un même fluide étant soit toutes deux fermées, soit toutes ment by the first and by the second fluids, the longitudinal ends of each of the channels 11 opening into two compartments of manifolds for distributing the same fluid being either both closed or all
deux ouvertes.two open.
De cette manière, on assure une circulation d'un premier fluide sui- In this way, a circulation of a first fluid is ensured
vant toute la longueur de l'élément d'échange, dans un premier sens, à I'intérieur d'un premier ensemble de canaux 11 de l'élément d'échange et la circulation dans un second sens, suivant la longueur de l'élément the entire length of the exchange element, in a first direction, inside a first set of channels 11 of the exchange element and the circulation in a second direction, along the length of the element
d'échange, d'un second fluide d'échange, dans un second ensemble de ca- of exchange, of a second exchange fluid, in a second set of
naux 11 intercalés chacun entre deux canaux du premier ensemble. Les canaux 11 délimités chacun entre deux plaques 7 de l'échangeur à plaques ne sont séparés en deux parties par la cloison 10 qu'au voisinage de leurs extrémités o l'on assure la distribution ou la récupération des fluides d'échange. Les fluides d'échange circulent ensuite, suivant la longueur de l'élément d'échange, dans toute la largeur des canaux 11, entre les parois channels 11 each inserted between two channels of the first set. The channels 11 each delimited between two plates 7 of the plate exchanger are separated into two parts by the partition 10 only in the vicinity of their ends where distribution or recovery of the exchange fluids is ensured. The exchange fluids then circulate, along the length of the exchange element, across the width of the channels 11, between the walls
latérales du boîtier 9 de l'élément d'échange. sides of the housing 9 of the exchange element.
On va maintenant décrire l'ensemble des collecteurs permettant We will now describe all the collectors allowing
d'assurer la circulation de deux fluides d'échange dans l'échangeur de cha- to ensure the circulation of two exchange fluids in the heat exchanger
leur à plaques 3, de telle sorte qu'à l'intérieur de chacun des éléments d'échange 6, le premier et le second fluides d'échange circulent dans des sens inverses suivant la longueur de l'élément d'échange et que chacun des fluides d'échange parcourt successivement, suivant toute leur longueur, their with plates 3, so that inside each of the exchange elements 6, the first and second exchange fluids flow in opposite directions along the length of the exchange element and that each exchange fluids pass successively, along their entire length,
chacun des éléments d'échange 6.each of the exchange elements 6.
Les différents collecteurs de l'échangeur de chaleur seront décrits en particulier en se référant aux figures 2, 3 et 4. Les collecteurs sont constitués par des enveloppes en tôle de forme sensiblement semicylindrique disposées suivant la direction des rangées verticales ou colonnes d'éléments d'échange, fermées à leurs extrémités par The different collectors of the heat exchanger will be described in particular with reference to Figures 2, 3 and 4. The collectors are constituted by sheet metal envelopes of substantially semi-cylindrical shape arranged in the direction of the vertical rows or columns of elements d exchange, closed at their ends by
des parois de fermeture complémentaires et fixées suivant un contour sen- additional closing walls fixed in a sensitive contour
siblement rectangulaire ou carré sur les parois ou la cloison médiane des slightly rectangular or square on the walls or the middle partition of
boîtiers des éléments d'échange, aux extrémités longitudinales de ces élé- housings of the exchange elements, at the longitudinal ends of these elements
ments. Un premier et un second collecteurs 14, 14' permettent d'assurer ment. A first and a second manifold 14, 14 ′ ensure that
l'entrée et la sortie du premier et du second fluides d'échange dans le fais- the inlet and outlet of the first and second exchange fluids in the
ceau de l'échangeur de chaleur, par une face d'extrémité du faisceau de l'échangeur de chaleur qui sera désignée comme face d'entrée de heat exchanger, by an end face of the heat exchanger bundle which will be designated as the inlet face of
l'échangeur de chaleur et qui est située sur la droite sur les figures 2 et 3. the heat exchanger and which is located on the right in Figures 2 and 3.
Le premier collecteur 14, par lequel est assurée l'entrée du premier fluide d'échange et la sortie du second fluide d'échange, est fixé suivant le contour de l'extrémité du boîtier de l'élément d'échange 6aa' disposé dans l'angle inférieur gauche du faisceau de l'échangeur de chaleur. Le collecteur présente un contour ouvert de forme carrée qui est fixé suivant le contour de l'extrémité du boîtier de l'élément d'échange 6aa' et un volume interne qui est séparé en deux demi- compartiments par le prolongement vers l'extérieur The first manifold 14, by which the entry of the first exchange fluid and the outlet of the second exchange fluid is ensured, is fixed along the contour of the end of the housing of the exchange element 6aa 'arranged in the lower left corner of the heat exchanger harness. The collector has an open square contour which is fixed along the contour of the end of the housing of the exchange element 6aa 'and an internal volume which is separated into two half-compartments by the extension towards the outside.
de la cloison 10 de la partie d'extrémité de l'élément d'échange 6aa'. of the partition 10 of the end part of the exchange element 6aa '.
Dans un premier compartiment du collecteur 14 débouche une con- In a first compartment of the collector 14 there opens a con
duite 15 d'amenée du premier fluide d'échange dans le faisceau de pick 15 for feeding the first exchange fluid into the bundle of
l'échangeur de chaleur.the heat exchanger.
Dans le second compartiment du collecteur 14 débouche une con- In the second compartment of the collector 14 there opens a con
duite 16 de sortie du second fluide d'échange. Les conduites 15 et 16 tra- pick 16 for the outlet of the second exchange fluid. Lines 15 and 16 work
versent l'enveloppe externe 4 de l'échangeur de chaleur dans une même direction parallèle à la direction axiale de l'enveloppe 4. La conduite 16 comporte deux parties coudées, de manière à être décalée vers la partie pour the outer casing 4 of the heat exchanger in the same direction parallel to the axial direction of the casing 4. The pipe 16 has two bent parts, so as to be offset towards the part
centrale axiale de l'échangeur de chaleur, par rapport à la conduite 15. axial center of the heat exchanger, in relation to line 15.
Un second collecteur 14' ayant une forme identique à la forme du collecteur 14 est fixé sur la partie d'extrémité du boîtier de l'élément d'échange 6da' située du côté de la face d'entrée du faisceau 5 de A second manifold 14 'having a shape identical to the shape of the manifold 14 is fixed to the end part of the housing of the exchange element 6da' situated on the side of the entry face of the bundle 5 of
l'échangeur de chaleur. Le collecteur 14' comporte deux compartiments. the heat exchanger. The collector 14 'has two compartments.
Dans un premier compartiment du collecteur 14', débouche une conduite 15' de sortie du premier fluide d'échange et dans le second compartiment du collecteur 14' débouche une conduite 16' d'entrée du second fluide d'échange. De même que les conduites 15 et 16, les conduites 15' et 16' In a first compartment of the manifold 14 ', there is a pipe 15' for the outlet of the first exchange fluid and in the second compartment of the manifold 14 'there is a pipe 16' for the inlet of the second exchange fluid. As well as lines 15 and 16, lines 15 'and 16'
traversent l'enveloppe externe 4 de l'échangeur de chaleur dans une direc- pass through the outer casing 4 of the heat exchanger in a direction
tion axiale.axial tion.
Sur la figure 4, on a représenté la disposition des brides de raccor- In FIG. 4, the arrangement of the connection flanges is shown.
dement des conduites 15, 16, 15' et 16' par rapport au fond bombé de I'enveloppe 4 de l'échangeur de chaleur. Les quatre brides de raccordement des conduites d'arrivée et de sortie des fluides d'échange sont situées d'un même côté de l'enveloppe 4 et dans des zones voisines, ce qui facilite la lines 15, 16, 15 'and 16' relative to the convex bottom of the casing 4 of the heat exchanger. The four connection flanges of the inlet and outlet pipes for the exchange fluids are located on the same side of the casing 4 and in neighboring areas, which facilitates the
construction du circuit de fluide de l'installation de cristallisation. construction of the fluid circuit of the crystallization installation.
L'échangeur de chaleur comporte de plus six collecteurs délimitant chacun un compartiment de sortie ou d'entrée de l'un des fluides d'échange rapporté suivant une face d'extrémité d'un élément d'échange, au niveau de The heat exchanger further comprises six collectors each delimiting an outlet or inlet compartment for one of the exchange fluids added along an end face of an exchange element, at the level of
la face d'entrée de l'échangeur de chaleur. the inlet face of the heat exchanger.
Quatre collecteurs sont disposés aux extrémités d'éléments d'échange de la rangée horizontale supérieure d'. Ces collecteurs seront désignés par les références donnant la position des éléments d'échange auxquels ils sont associés, ces collecteurs 17ad', 17bd', 17cd' et 17dd' étant associés respectivement aux éléments d'échange 6ad', 6bd', 6cd' et 6dd' de Four collectors are arranged at the ends of exchange elements of the upper horizontal row of. These collectors will be designated by the references giving the position of the exchange elements with which they are associated, these collectors 17ad ', 17bd', 17cd 'and 17dd' being associated respectively with the exchange elements 6ad ', 6bd', 6cd 'and 6d of
la rangée supérieure horizontale d'. Ces collecteurs délimitent des compar- the horizontal top row of. These collectors delimit comparisons
timents de distribution ou de récupération du premier fluide d'échange. distribution or recovery of the first exchange fluid.
De même, deux collecteurs 17ba' et 17ca' sont disposés dans la ran- Similarly, two collectors 17ba 'and 17ca' are arranged in the ran-
gée inférieure horizontale a', au niveau de compartiments d'entrée ou de horizontal bottom row a ', at entry compartments or
sortie du second fluide dans les éléments d'échange 6ca' et 6ba'. outlet of the second fluid in the exchange elements 6ca 'and 6ba'.
Quatre collecteurs 18a, 18b, 18c et 18d comportant un contour ouvert de forme rectangulaire sont fixés chacun sur les parties d'extrémité de la face d'entrée de deux éléments d'échange superposés dans une rangée a, Four collectors 18a, 18b, 18c and 18d comprising an open contour of rectangular shape are each fixed on the end parts of the entry face of two superposed exchange elements in a row a,
b, c ou d verticale d'éléments d'échange. b, c or d vertical exchange elements.
Les collecteurs 18a, 18b, 18c et 18d, qui sont séparés chacun en deux compartiments par les cloisons 10 des éléments d'échange assurent la transmission du premier et du second fluides d'échange entre les parties The collectors 18a, 18b, 18c and 18d, which are each separated into two compartments by the partitions 10 of the exchange elements ensure the transmission of the first and second exchange fluids between the parts
d'extrémité du côté de la face d'entrée des deux éléments d'échange super- end of the side of the inlet face of the two super exchange elements
posés suivant lesquelles ils sont placés. poses according to which they are placed.
De même, sur la face du faisceau d'échange 5 opposée à la face d'entrée sont placées deux rangées de collecteurs 18'a, 18'b, 18'c et 18'd et 18"a, 18"b, 18"c et 18"d, analogues aux collecteurs 18a, 18b, 18c et 18d, et assurant chacun la jonction des parties d'extrémité du côté de la face de Similarly, on the face of the exchange bundle 5 opposite the inlet face are placed two rows of collectors 18'a, 18'b, 18'c and 18'd and 18 "a, 18" b, 18 "c and 18" d, analogous to the collectors 18a, 18b, 18c and 18d, and each ensuring the junction of the end portions on the side of the face of
sortie du faisceau, de deux éléments d'échange superposés dans la direc- exit of the beam, of two exchange elements superimposed in the direction
tion verticale dans une colonne a, b, c ou d d'éléments d'échange. vertical tion in a column a, b, c or d of exchange elements.
Enfin, des collecteurs en forme de portion de cylindre sont disposés de manière à recouvrir deux compartiments de distribution d'un même fluide de deux éléments d'échange adjacents, pour les mettre en communication, Finally, collectors in the form of a cylinder portion are arranged so as to cover two distribution compartments of the same fluid with two adjacent exchange elements, to put them in communication,
du côté de la face d'entrée du faisceau de l'échangeur de chaleur. on the entry side of the heat exchanger bundle.
Un premier de ces collecteurs 19 situé dans la rangée horizontale A first of these collectors 19 located in the horizontal row
inférieure a d'éléments d'échange met en communication deux comparti- lower than exchange elements connects two compartments
ments de distribution du premier fluide d'échange. Deux autres collecteurs19' sont disposés dans la rangée supérieure d' d'éléments d'échange et mettent en communication deux compartiments de distribution du second distribution elements of the first exchange fluid. Two other collectors 19 'are arranged in the upper row of exchange elements and connect two distribution compartments of the second
fluide d'échange.exchange fluid.
Enfin, deux conduites 20 mettent en communication, dans la rangée Finally, two lines 20 connect, in the row
supérieure horizontale d' d'éléments d'échange, respectivement, les collec- horizontal upper of exchange elements, respectively, the collect-
teurs 17ad' et 17bd' et les collecteurs 17cd' et 17dd' de distribution du pre- 17ad 'and 17bd' teurs and 17cd 'and 17dd' manifolds for the distribution of the
mier fluide d'échange.mier exchange fluid.
Une conduite 20' met en communication, dans la rangée inférieure horizontale d'éléments d'échange a' le collecteur 17ba' et le collecteur 17ca' A pipe 20 'connects, in the lower horizontal row of exchange elements to' the collector 17ba 'and the collector 17ca'
de distribution du second fluide d'échange. distribution of the second exchange fluid.
De manière à expliquer le fonctionnement de l'échangeur de chaleur In order to explain the operation of the heat exchanger
et le parcours de circulation du premier et du second fluides dans l'échan- and the circulation path of the first and second fluids in the sample
geur de chaleur, on va se reporter à la figure 7 sur laquelle on a représenté de manière schématique la face d'entrée du faisceau 5 de l'échangeur de chaleur. heat gor, we will refer to Figure 7 in which there is shown schematically the inlet face of the bundle 5 of the heat exchanger.
Sur la face d'entrée, on a tracé, sous la forme de rectangles juxtapo- On the entrance face, we drew, in the form of rectangles juxtapo-
* sés, les faces d'extrémités des compartiments d'entrée et de sortie du pre-* sés, the end faces of the inlet and outlet compartments of the
mier ou du second fluides. Dans les rectangles représentant les faces d'extrémités assurant l'entrée ou la sortie du premier fluide dans un élément d'échange, on a indiqué le chiffre I et dans les rectangles représentant les faces d'extrémités assurant l'entrée ou la sortie du second fluide d'échange, on a indiqué le chiffre Il. On a également indiqué, à l'intérieur de chacun des rectangles, de façon symbolique, le sens de circulation du fluide dans l'élément d'échange. La circulation dans le sens aller, c'est-à-dire dans le sens allant de la face d'entrée vers la face de sortie du faisceau d'échange, est indiquée par un cercle et la circulation dans le sens retour, c'est-à-dire dans le sens allant de la face de sortie vers la face d'entrée du faisceau d'échange, est indiquée par un cercle à l'intérieur duquel est tracée une croix. Les rectangles comportant un cercle représentent donc des faces mier or second fluids. In the rectangles representing the end faces ensuring the entry or exit of the first fluid in an exchange element, the figure I has been indicated and in the rectangles representing the end faces ensuring the entry or exit of the second exchange fluid, the figure II has been indicated. It has also been indicated, inside each of the rectangles, symbolically, the direction of circulation of the fluid in the exchange element. The circulation in the forward direction, that is to say in the direction going from the entry face towards the exit face of the exchange beam, is indicated by a circle and the circulation in the return direction, it that is to say in the direction going from the exit face to the entry face of the exchange beam, is indicated by a circle inside which is drawn a cross. The rectangles with a circle therefore represent faces
d'extrémité de compartiments d'entrée du premier ou du second fluide sui- end of inlet compartments of the first or second fluid following
vant l'indication portée dans le rectangle et les rectangles comportant un cercle dans lequel est tracée une croix représentent donc des faces d'extrémité de compartiments de sortie du premier ou du second fluide vant the indication carried in the rectangle and the rectangles comprising a circle in which a cross is drawn therefore represent end faces of the first or second fluid outlet compartments
d'échange.exchange.
Les deux compartiments du collecteur 14 de l'élément d'échange 6aa' situé dans l'angle inférieur gauche sur la figure 7 et les deux compartiments du collecteur 14' de l'élément d'échange 6ad' situé dans l'angle inférieur droit de la face d'entrée du faisceau d'échange assurent respectivement I'entrée du premier fluide et la sortie du second fluide et l'entrée du second The two compartments of the manifold 14 of the exchange element 6aa 'located in the lower left corner in Figure 7 and the two compartments of the manifold 14' of the exchange element 6ad 'located in the lower right corner of the entry face of the exchange beam ensure respectively the entry of the first fluid and the exit of the second fluid and the entry of the second
fluide et la sortie du premier fluide. fluid and the output of the first fluid.
On a également représenté sur la figure 7, de manière schématique, les conduites de liaison 20 et 20' et les collecteurs 19 et 19' assurant le transfert des fluides entre des éléments d'échange situés dans une même Also shown in Figure 7, schematically, the connecting pipes 20 and 20 'and the collectors 19 and 19' ensuring the transfer of fluids between exchange elements located in the same
rangée horizontale.horizontal row.
On va maintenant décrire la circulation des fluides dans le faisceau We will now describe the circulation of fluids in the beam
d'échange de l'échangeur à plaques, en se reportant en particulier aux figu- plate heat exchanger, with particular reference to the figures
res 2 et7. Le premier fluide d'échange est amené dans le compartiment réservé au premier fluide du collecteur 14 disposé à l'extrémité de l'élément d'échange 6aa'. Le premier fluide d'échange est distribué dans les espaces de circulation 11 qui lui sont réservés entre les plaques 7 puis circule à I'intérieur de l'élément d'échange 6aa' dans le sens aller. A la sortie de l'élément d'échange 6aa', le fluide d'échange est transféré par le collecteur 18'a dans la partie d'extrémité côté face de sortie du compartiment réservé res 2 and 7. The first exchange fluid is brought into the compartment reserved for the first fluid of the manifold 14 disposed at the end of the exchange element 6aa '. The first exchange fluid is distributed in the circulation spaces 11 which are reserved for it between the plates 7 and then circulates inside the exchange element 6aa 'in the forward direction. At the outlet of the exchange element 6aa ', the exchange fluid is transferred by the manifold 18'a into the end part on the exit face side of the reserved compartment
au premier fluide de l'élément d'échange 6ab' superposé à l'élément 6aa;. to the first fluid of the exchange element 6ab 'superimposed on the element 6aa ;.
Le premier fluide d'échange circule alors dans le sens retour à l'intérieur de The first exchange fluid then circulates in the return direction inside the
I'élément 6ab'.The element 6ab '.
Du fait de la présence des collecteurs 18a et 18"a, le premier fluide Due to the presence of the collectors 18a and 18 "a, the first fluid
circule ensuite successivement, dans les sens aller et retour, dans les élé- then circulates successively, in the outward and return directions, in the
ments supérieurs 6ac' et 6ad' de la colonne d'éléments d'échange a. Le premier fluide est ensuite transféré du collecteur 17ad' au collecteur 17bd' upper elements 6ac 'and 6ad' of the exchange element column a. The first fluid is then transferred from the collector 17ad 'to the collector 17bd'
par une conduite 20.through a pipe 20.
Le premier fluide circule ensuite successivement dans tous les élé- The first fluid then flows successively through all of the elements.
ments superposés de la colonne d'éléments d'échange b, en étant renvoyé d'un élément d'échange à un autre par les collecteurs 18, 18' et 18" situés superimposed elements of the exchange element column b, being returned from one exchange element to another by the collectors 18, 18 'and 18 "located
sur les faces d'entrée et de sortie du faisceau d'échange. on the entry and exit faces of the exchange beam.
25. Lorsqu'il est parvenu à la sortie de l'élément d'échange 6ba', le pre- 25. When it has come out of the exchange element 6ba ', the first
mier fluide est transféré par le collecteur 19 dans le compartiment d'entrée de l'élément d'échange 6ca', pour circuler successivement dans un sens et dans l'autre dans chacun des éléments d'échange de la colonne c mier fluid is transferred by the collector 19 into the inlet compartment of the exchange element 6ca ', to flow successively in one direction and in the other in each of the exchange elements of column c
d'éléments d'échange.exchange items.
A la sortie de l'élément 6cd', le premier fluide est transféré par une conduite 20 dans le compartiment d'entrée du premier fluide de l'élément At the outlet of the element 6cd ', the first fluid is transferred via a line 20 into the inlet compartment of the first fluid of the element
d'échange 6dd' délimité par le collecteur 17dd'. 6dd 'delimited by the collector 17dd'.
Le fluide d'échange parcourt ensuite, successivement dans un sens et dans l'autre, les éléments d'échange de la colonne d d'éléments d'échange pour parvenir dans le compartiment de sortie du collecteur 14' The exchange fluid then passes, successively in one direction and in the other, the exchange elements of the column d of exchange elements to reach the outlet compartment of the manifold 14 '
communiquant avec la conduite 15'.communicating with line 15 '.
On pourrait de même expliquer à partir de la figure 2 et de la figure 7 la circulation du second fluide d'échange, depuis la conduite d'entrée 16' jusqu'à la conduite de sortie 16 en montrant que le second fluide d'échange, comme le premier fluide d'échange, parcourt successivement chacun des éléments d'échange dans des sens de circulation alternés, la circulation d'un fluide dans un élément d'échange étant réalisée à contre-courant par rapport We could similarly explain from Figure 2 and Figure 7 the circulation of the second exchange fluid, from the inlet pipe 16 'to the outlet pipe 16 showing that the second exchange fluid , like the first exchange fluid, successively traverses each of the exchange elements in alternating directions of circulation, the circulation of a fluid in an exchange element being carried out against the current with respect to
à la circulation de l'autre fluide d'échange. to the circulation of the other exchange fluid.
On voit clairement, sur la figure 7, qu'on obtient ainsi une circulation du premier et du second fluides d'échange à contre-courant dans tout le faisceau du générateur de vapeur, suivant un parcours de circulation dont la longueur est égale à la longueur d'un élément d'échange multiplié par le nombre total d'éléments d'échange, c'est-à-dire par seize, dans le cas du It is clearly seen, in FIG. 7, that a circulation of the first and second exchange fluids is obtained in countercurrent throughout the bundle of the steam generator, following a circulation path whose length is equal to the length of an exchange element multiplied by the total number of exchange elements, i.e. by sixteen, in the case of
mode de réalisation qui a été décrit. embodiment which has been described.
On peut ainsi réaliser des installations compactes et de structure rela- It is thus possible to produce compact installations and relatively structured
tivement simple permettant de réaliser des réactions physiques ou chimi- simple to perform physical or chemical reactions
ques par échange de chaleur entre des fluides circulant à faible vitesse sui- by heat exchange between fluids circulating at low speed
vant des parcours de très grande longueur. with very long routes.
Malgré une très faible vitesse de circulation à l'intérieur des canaux de l'échangeur à plaques, on obtient un écoulement turbulent des fluides d'échange, ce qui permet d'éviter le dépôt de cristaux dans les canaux de circulation de fluide dans le cas o l'on réalise, à l'intérieur de l'échangeur à plaques, une dissolution d'une solution de départ contenant des cristaux et constituant le premier fluide d'échange et la cristallisation d'une substance Despite a very low circulation speed inside the channels of the plate exchanger, a turbulent flow of the exchange fluids is obtained, which makes it possible to avoid the deposition of crystals in the fluid circulation channels in the case in which, inside the plate exchanger, a starting solution containing crystals and constituting the first exchange fluid and the crystallization of a substance are dissolved
sous forme de cristaux calibrés, dans une solution purifiée constituant le se- in the form of calibrated crystals, in a purified solution constituting the se-
cond fluide d'échange dans l'échangeur de chaleur. cond exchange fluid in the heat exchanger.
Le dispositif suivant l'invention est donc parfaitement adapté à la réa- The device according to the invention is therefore perfectly suited to the
lisation d'un procédé de cristallisation d'une substance chimique. lisation of a crystallization process of a chemical substance.
On peut en particulier réaliser, en utilisant un échangeur de chaleur à plaques tel que celui de l'invention, la cristallisation de produits tels que le paraxylène ou le diméthyl naphtalène ou encore d'acides carboxyliques aromatiques et d'anhydrides tels qu'en particulier l'acide téréphtalique ou l'acide isophtalique, éventuellement sous forme purifiée, I'acide trimellitique, It is possible in particular to carry out, using a plate heat exchanger such as that of the invention, the crystallization of products such as paraxylene or dimethyl naphthalene or alternatively of aromatic carboxylic acids and anhydrides such as in particular terephthalic acid or isophthalic acid, optionally in purified form, trimellitic acid,
l'anhydride trimellitique, I'acide naphtalène dicarboxylique, I'acide diphé- trimellitic anhydride, naphthalene dicarboxylic acid, diphenic acid
nyldicarboxylique, I'acide pyromellitique ou l'anhydride pyromellitique et nyldicarboxylic, pyromellitic acid or pyromellitic anhydride and
l'acide oxybisbenzoïque.oxybisbenzoic acid.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. The invention is not limited to the embodiment which has been described.
C'est ainsi qu'on peut utiliser des éléments d'échange constitués par des empilements de plaques ayant des formes différentes de celles qui ont Thus it is possible to use exchange elements constituted by stacks of plates having shapes different from those which have
été décrites, par exemple parallélépipédiques à section rectangulaire. have been described, for example parallelepipedic rectangular section.
Ces éléments d'échange peuvent être disposés de manière adjacente suivant des rangées ayant une première direction et disposées elles- mêmes These exchange elements can be arranged adjacent to each other in rows having a first direction and arranged themselves
de manière adjacente dans une seconde direction perpendiculaire à la pre- adjacent in a second direction perpendicular to the first
mière. Ces éléments d'échange peuvent être placés de manière adjacente, mother. These exchange elements can be placed adjacent to each other,
suivant une disposition générale différente de celle qui a été décrite. according to a general provision different from that which has been described.
Les collecteurs et éléments de liaison entre les parties d'extrémité Collectors and connecting elements between the end parts
des éléments d'échange peuvent également présenter des formes différen- exchange elements can also have different forms
tes de celles qui ont été décrites. of those that have been described.
Enfin, I'échangeur de chaleur à plaques suivant l'invention peut être utilisé dans d'autres applications que la cristallisation de produits de Finally, the plate heat exchanger according to the invention can be used in other applications than the crystallization of
l'industrie chimique.the chemical industry.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9808471A FR2780772A1 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Plate heat exchanger for use in a crystallization process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9808471A FR2780772A1 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Plate heat exchanger for use in a crystallization process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2780772A1 true FR2780772A1 (en) | 2000-01-07 |
Family
ID=9528177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9808471A Pending FR2780772A1 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Plate heat exchanger for use in a crystallization process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2780772A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3513907A (en) * | 1968-04-17 | 1970-05-26 | United Aircraft Prod | Plural mode heat exchange apparatus |
FR2148371A1 (en) * | 1971-07-27 | 1973-03-23 | Marston Excelsior Ltd | Ribbed plate heat exchanger - esp for cryogenic plant with at least three sets of channels |
EP0448991A2 (en) * | 1990-03-24 | 1991-10-02 | Schmid, Christoph | Heat exchanger |
WO1998003831A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-29 | Packinox | Apparatus for exchanging heat between at least three fluids |
-
1998
- 1998-07-02 FR FR9808471A patent/FR2780772A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3513907A (en) * | 1968-04-17 | 1970-05-26 | United Aircraft Prod | Plural mode heat exchange apparatus |
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EP0448991A2 (en) * | 1990-03-24 | 1991-10-02 | Schmid, Christoph | Heat exchanger |
WO1998003831A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-29 | Packinox | Apparatus for exchanging heat between at least three fluids |
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