Solutions de procédés pour la séparation thermique

Points forts

• Matériaux résistants à la corrosion pour les substances corrosives
• Résistant au vide et à la pression pour une grande variété de conditions de procédés
• Plages de température jusqu'à +230 °C
• Anti-diffusion pour une résistance à la corrosion durable
• Surfaces lisses qui restent propres, effet antiadhésif
• Résistant à l'abrasion pour une longue durée de vie
• Design compact pour réduire les coûts d'investissement
• Design de procédés fiables pour une réduction supplémentaire des coûts d'investissement
• Solutions optimisées pour des procédés efficaces
• Du design initial jusqu'à la fabrication du composant et la mise en service

CONCEPT

Solutions optimales utilisant des colonnes de séparation pour des procédés hautement corrosifs

Les procédés de séparation thermique sont souvent utilisés lors du traitement et du nettoyage des produits chimiques. Les procédés qui impliquent deux liquides ou un liquide et un gaz sont très courants. Les procédés utilisés impliquent principalement l'extraction, l'absorption, la désorption ou le stripping, la distillation ou la rectification comme indiqué dans le schéma ci-joint. Ces procédés de séparation nécessitent un transfert de masse entre deux phases ; dans l'exemple de rectification ci-dessus, le transfert de masse entre la phase liquide et la phase gazeuse. Le fait de maintenir l'équipement utilisé dans ce procédé aussi compact que possible nécessite de créer une surface de transfert de masse maximale dans un volume aussi petit que possible, ce qui implique des colonnes avec des éléments internes spécialisés dans l'ingénierie des processus thermiques

Le coeur du procédé dans les colonnes se compose de garnitures qui fournissent les surfaces de transfert de masse ; elles sont constituées de plateaux spécialisés tels que les plateaux à cloches ou à tamis aussi bien que des garnitures aléatoires ou structurées. Particulièrement, pour les garnitures aléatoires ou structurées et en plus des plateaux de support, d'autres composants internes sont nécessaires pour humidifier, de façon égale, toutes les surfaces pour un transfert de lasse optimal. Ces composants additionnels comprennent des distributeurs de liquide qui distribuent, de façon égale, le fluide entrant sur toute la largeur de la colonne, et des racleurs de paroi pour renvoyer le liquide de la paroi à l'intérieur de la colonne dans le garnissage. D'autres composants internes sont nécessaires pour contrôler le flux de liquide hors de la colonne; des dispositifs antibuée restreignent efficacement la dérive des gouttelettes à l'extrémité supérieure de la colonne, tandis que des collecteurs situés sous les garnitures capturent le liquide de reflux, soit en éliminant le liquide de la colonne, soit en le renvoyant à un redistributeur. Les brise-vortex et les collecteurs à l'extrémité inférieure de la colonne assurent un drainage efficace du liquide. Pour des performances optimales du procédé, les conceptions et les matériaux varient considérablement enfonction des différents procédés et les largeurs nominales des colonnes. Ces procédés QVF^® ont été développés depuis des décennies et ont fait leurs preuves.

Nous serions heureux de concevoir une colonne et sélectionner des composants internes optimisés pour votre application.

De l'ingénierie de base jusqu'à la mise en service, nous fournissons le procédé complet.

Diagramme de colonne de rectification

Colonnes

Colonnes de verre jusqu'à DN1000 – Colonnes émaillées jusqu'à DN2400

Nous livrons des colonnes en verre Borosilicate 3.3 jusqu'à DN1000 et des colonnes en acier émaillé De Dietrich^® jusqu'à DN2400. Nos colonnes fonctionnent à des températures allant de -60 à +230 °C. Nous concevons des colonnes en verre QVF^® et des colonnes en acier émaillé De Dietrich^® selon les normes et Directives 2014/68/EU (97/23/EC) et AD-2000 ou DIN/EN-13445) pour les appareils sous pression pour le marché Européen et les normes applicables telles que l'ASME VIII Div.1 pour les États-Unis ou le SQL pour le marché chinois des colonnes émaillées. Les colonnes en verre QVF^® répondent aux normes EN1595 et sont approuvées pour des pressions allant de -1 à +1 bar, et les colonnes en acier émaillé De Dietrich^® sont habituellement approuvées pour des pressions entre -1 et +6 bar. Nous fournissons également des colonnes pour des applications sur demande spécifique.

Les deux matériaux utilisés – l'émail de De Dietrich^® DD3009 et le verre borosilicate 3.3 de QVF^® – sont extrêmement résistants à l'acide, proposant une alternative rentable et résistante à la température pour des matériaux métalliques spéciaux et la doublure en PTFE non-résistant au vide.

Les surfaces des deux matériaux sont inertes et extrêmement lisses, réduisant ainsi le risque d'agglomération tout en facilitant le procédé de nettoyage. Les deux matériaux sont catalytiquement inertes et neutres au goût.

Notre procédé de fabrication unique assure une précision de tolérance globale dans l'aspect lisse, droit et arrondi. Les colonnes émaillées sont disponibles à des tolérances jusqu'à ½ DIN 28007-T2 sur demande. Notre revêtement émaillé répond aux normes actuelles telles que ISO 28721-1 sur la qualité et l'assurance qualité.

Les hauteurs du plateau, du distributeur de liquide et du collecteur en plus de la hauteur de la section de colonne pour la garnissage aléatoire ou structurée jouent un rôle essentiel dans la hauteur globale de la colonne, qui est souvent restreinte à une certaine valeur pour des raisons structurelles. Nous fabriquons des segments avec une hauteur maximale de 5,5 m pour les colonnes émaillées qui peuvent atteindre une hauteur globale de 52 m.

Plateaux à cloches

Solution pour une grande variété de charges

Nous avons développé des plateaux à cloches en verre de borosilicate 3.3 et en PTFE pour des colonnes en verre de DN200 jusqu'à DN600 ; ces plateaux fonctionnent à une efficacité de séparation constante sur une large gamme de charges. Le niveau de liquide dans les plateaux peut être ajusté lors de la conception, ce qui permet d'assurer que la colonne fonctionne toujours avec les plus faibles charges de gaz ou en tant que colonne de réaction.       

Garnissage

Compatibilité garantie

Nous choisirons avec vous le garnissage idéal pour votre application. Des anneaux Raschig QVF^® résistants à la température et à la corrosion en verre borosilicate 3.3 et tout autre type ou matériau d'autres fabricants sont utilisés en fonction des conditions de fonctionnement avec l'ingénierie de procédé de colonnes correspondantes à votre application.

Garnissage structurée

Haute efficacité de séparation, faible perte de charge

Notre garnissage structurée DURAPACK® en verre borosilicate 3.3 est idéal pour le verre résistant à la corrosion 3.3 ou les colonnes en acier émaillé car elle possède la même résistance à la corrosion que la colonne en verre et conserve sa stabilité thermique à des températures plus élevées en comparaison aux polymères. Le verre borosilicate 3.3 est non poreux, réduisant considérablement l'érosion et la corrosion par rapport à des garnissages équivalents en céramique. Le nombre élevé de plateaux possibles vous procure un remplissage optimal pour des applications de séparation corrosive, en particulier dans les plages de pression sous vide, en raison de la faible chute de pression. Les éléments de garnissage sont segmentés à partir de DN450 pour l'installation dans les colonnes de n'importe quel diamètre. La hauteur maximale de l'empilement par grille de support est généralement de 3m dans les colonnes de verre et de 5m dans les colonnes émaillées.

Veuillez demander notre fiche technique DURAPACK^®.

Racleurs de paroi / entonnoir de guidage

Les bandes en PTFE pour augmenter l'efficacité

Les liquides ont tendance à s'accumuler et à s'écouler sur la paroi interne de la colonne remplie de garnissage, un effet qui empêche le liquide d'humidifier la surface des garnissages et maintient la majeure partie des liquides hors du procédé de transfert massique. Ceci réduit l'efficacité de la colonne, ce qui veut dire que le liquide doit être retourné dans les garnissages à partir de la paroi à des intervalles réguliers pour restaurer l'efficacité du système. Nous avons développé des racleurs en PTFE et des entonnoirs de guidage qui sont soit fixés entre les sections de colonnes, soit entourent les garnissages structurées en bandes.

Grilles de support

Verre pour porter toute la charge sans danger

Selon les garnissages et la largeur nominale, nous utilisons soit les grilles de support QVF^® en verre borosilicate 3.3, soit des plateaux QVF^® CORE.
Les colonnes en verre QVF^® ont des anneaux fondus sur support pour porter les grilles en verre.

Des anneaux intermédiaires émaillés ou des anneaux de support résistants au vide avec un revêtement métallique sont mis dans les colonnes en acier émaillé, selon les dimensions de la colonne.

Plateaux de support QVF^® CORE brevetés

Des cylindres de verre soutiennent les garnissages

Ceci représente un support spécial et efficace pour le garnissage structurée étant donné qu'il conserve la plupart de la surface en coupe pour le flux de gaz, maintenant ainsi la chute de pression à un niveau bas. Les liquides drainés et le flux de gaz vers le haut passent l'un à côté de l'autre, faisant en sorte que les gaz ne bloquent pas l'écoulement du liquide vers le bas et éliminant ainsi la limite obtenue pour le débit maximal. Les sorties de drains pour les plateaux QVF^® CORE pour le liquide sont munies d'éléments en PTFE ou verre borosilicate 3.3 en fonction de la charge de liquide de sorte que ces plateaux servent pour un redistributeur extrêmement compact.

Distributeurs de liquide

Humidification uniforme pour n'importe quelle charge

En fonction de la taille et des propriétés du matériau de construction, différents modèles pour les distributeurs de liquide ont été développés. Nous utilisons le verre borosilicate 3.3 QVF^®, l'acier émaillé De Dietrich®, le SiC, le PTFE, le PVDF, et des métaux résistants à la corrosion tels que le tantale, le zirconium et le titane. La densité des gouttelettes est déterminée par le procédé de sorte que, pour un diamètre de colonne dont il est question, différents types de distributeurs liquides doivent être réalisés. Nous réalisons ceci en utilisant différents types tels que le type canal, le type tube, le type buse et nos distributeurs à plateau breveté QVF^® CORE.  Par conséquent, il existe une énorme variété de distributeurs de liquide parmi lesquels choisir, et nous choisirons la solution idéale pour votre procédé.

Les distributeurs à plateau QVF^® CORE représentent une solution spéciale dans un modèle résistant à la corrosion étant donné qu'ils guident les gaz montant à côté des liquides de drainage et empêchent les gaz montant de bloquer le flux de fluide vers le bas, et par conséquent, évite une inondation de la colonne.

Cette solution est une combinaison des plateaux perforés, des cylindres avec des ouvertures pour la phase gazeuse, et des aides au drainage pour le liquide.  

Les plateaux sont en verre borosilicate 3.3, en acier émaillé ou recouvert de métaux tels que le tantale, le zirconium ou le titane, selon la largeur nominale de la colonne et le type. Les cylindres en verre borosilicate 3.3 sont disponibles en différents modèles avec différentes ouvertures pour la phase gazeuse indépendamment de leurs fonctions comme plateau d'alimentation, support de garniture ou redistributeurs; des aides au drainage sont disponibles en verre borosilicate 3.3 ou en PTFE et dans divers modèles selon la quantité de liquide qui doit être distribué.

Les plateaux QVF® CORE sont cramponnés entre des sections de colonnes, et n'augmentent la hauteur maximale de la colonne qued'un degré. Ceci affecte également la hauteur totale de votre bâtiment de production et les coûts pour cet investissement.

D'autres types de distributeurs tels que des distributeurs en tube de verre, des distributeurs en canal de verre ou des distributeurs métalliques spéciaux sont choisis en fonction des spécifications du procédé.

Collecteurs

Drainage latérale fiable

Les collecteurs sont généralement associés à un distributeur de liquide pour maintenir les hauteurs de colonnes et les coûts à un niveau faible, mais des collecteurs autonomes servent également à drainer de liquide à travers un flux latéral. Nous fabriquons des collecteurs en verre borosilicate 3.3 pour les colonnes jusqu'à DN1400, ou des matériaux alternatifs tels que le tantale ou le SiC pour des colonnes avec des diamètres nominaux plus larges.

Anti-buées et éliminateurs de buée

Aucun entraînement de gouttelettes

Anti-buées et éliminateurs de buée à la tête de la colonne empêchent un entraînement des gouttelettes au niveau de l'extrémité supérieure de la colonne. Les anti-buées peuvent être des garnitures ou des fibres additionnelles dans des matériaux inertes ; les hydrocarbures perfluorinés PFA et l'ETFE se sont avérés particulièrement appropriés pour des applications hautement corrosives. Les anti-buées utilisant des fibres permettent également d'économiser sur le coût et l'espace, et peuvent être fixées à plusieurs types de structures de support à l'intérieur de la colonne.

Disjoncteur de vortex, sortie de collecteur, entrée de vapeur

Drainage fiable pour un fonctionnement fiable

Pour les procédés tels que l'absorption, la désorption ou le décapage, généralement des quantités relativement importantes de liquide doivent être drainées au niveau du bas de la colonne, possiblement avec une pompe ou le flux naturel. Des collecteurs liquides métalliques spéciaux au bas de la colonne ont prouvé leur utilité, tout en servant également comme disjoncteur de vortex en PTFE, placé de façon centrale ou excentrique, empêchant l'entrée du gaz dans la buse. Les disjoncteurs de vortex permettent également aux solides, provenant de l'abrasion de l'équipement tel que les garnitures en céramique, de se déposer avant d'atteindre les équipements en aval.

On doit empêcher le liquide qui s'écoule vers le bas d'entrer dans les buses d'entrée de gaz ou de vapeur. Un tuyau d'entrée de vapeur alimente les vapeurs de façon égale sur la surface transversale de la colonne, augmentant l'efficacité des garnitures et, réduisant ainsi, la hauteur totale de la colonne.

Concept - design - ingénierie – implémentation

Nous possédons des décennies d'expérience dans la fourniture de systèmes de colonnes pour les procédés de séparation thermique, particulièrement ceux impliquant des milieux hautement corrosifs comme des acides. Nous concevons et nous fabriquons les composants principaux selon les normes et les directives de qualité nationales et internationales. Les procédés de séparation ont été développés dans notre propre laboratoire de test. Par conséquent, nous possédons notre propre expertise dans le développement des procédés de séparation et, sur demande, nous procurons des garanties pour le procédé. Nous nous ferons un plaisir de concevoir pour vous, en se basant sur des simulations informatiques, la colonne la plus appropriée pour votre application, une solution optimale pour faire fonctionner votre procédé de façon fiable et efficace.

Procédés QVF^®

Système pour des applications de procédés hautement corrosifs

et beaucoup d'autres procédés.

N'hésitez pas à nous contacter pour de plus amples renseignements !