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Solutions de procédé pour la séparation thermique

Colonnes pour milieux agressifs
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Process solutions for thermal separation
Colonnes et éléments internes pour milieux agressifs

Points forts

  • Matériaux résistants à la corrosion pour les substances corrosives
  • Résistant au vide et à la pression pour une grande diversité de conditions de procédé
  • Fourchettes de température jusqu'à +230 °C
  • Anti-diffusion pour une résistance à la corrosion soutenue
  • Surfaces lisses pour la propreté, effet antiadhésif
  • Résistant à l'abrasion pour une longue vie de service
  • Design compact pour maintenir les coûts d'investissement bas
  • Design de procédé fiable pour d'autres réductions de coûts d'investissement
  • Solutions optimisées pour des procédés efficaces
  • Du design initial jusqu'à la fabrication du composant et la mise en service - un guichet unique

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 décapage, la distillation ou la rectification, comme il est décrit dans le schéma ci-joint. Ces procédés de séparation nécessitent un transfert de masse entre deux phases ; dans l'exemple de rectification susmentionné, 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 la création d'une surface de transfert massique maximale dans un volume minimal, ce qui implique des colonnes avec des éléments internes spécialisés dans l'ingénierie des processus thermiques

Le noyau du procédé dans les colonnes est composé de garnitures qui procurent des surfaces de transfert massique ; 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 sus des plateaux de support d'autres composants internes sont nécessaires pour humidifier, de façon égale, toutes les surfaces pour un transfert massique 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 détourner le liquide de la paroi à l'intérieur de la colonne pour le retourner vers les garnitures. 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 au niveau de l'extrémité supérieure de la colonne, alors que des collecteurs se trouvant en-dessous des garnitures récupèrent le liquide sous reflux, éliminant le liquide de la colonne ou réalimentant le redistributeur. Disjoncteurs de vortex et collecteurs à l'extrémité inférieure de la colonne assurent un drainage efficace du liquide. Pour une performance optimale du procédé,  les designs et matériaux varient grandement pour les différents procédés et les largeurs nominales des colonnes. Ces constructions ont été développées pendant des décennies et ont prouvées leurs valeurs procédés QVF®.

Nous nous ferons un plaisir 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 tout dans un guichet unique.

Diagramme de colonne de rectification
  1. Antibuée, éliminateur de buée
  2. Distributeur de liquide
  3. Garniture
  4. Grille de support
  5. Racleurs de paroi, entonnoir
  6. Collecteurs et redistributeurs
  7. Garniture structurée DURAPACK®
  8. Racleurs de paroi autour des garnitures
  9. Plateau QVF® CORE
  10. Entrée de vapeur
  11. Disjoncteur de vortex, collecteur de sortie

Colonnes

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

 

Nous livrons QVF® des colonnes en verre de 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 2014/68/EU (97/23/EC) selon AD-2000 ou DIN/EN-13445) normes et directives pour les récipients 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® selon EN1595 sont approuvées pour des pressions allant de -1 à+1 barg, et les colonnes en acier émaillé De Dietrich® sont habituellement approuvées pour des pressions entre -1 et +6 barg. Nous fournissons également des colonnes pour des scénarios d'applications prolongées sur demande.

 

Colonne en verre DN800                                   Colonne en acier émaillé DN2300

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 est 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.

 

Fabrication d'une section de colonne en acier émaillé/fabrication en atelier du verre borosilicate 3.3

Notre procédé de fabrication unique assure une précision de la tolérance globale dans l'aspect lisse, le caractère droit et le caractère arrondi, qui est la meilleure dans l'industrie. Les colonnes émaillées sont disponibles à des tolérances jusqu'à ½ DIN 28007-T2 sur demande. Nos émailles répondent 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 sus de la hauteur de la section de colonne pour la garniture 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 structurales. 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 dans verre de borosilicate 3.3 et en PTFE pour des colonnes en verre de DN200 jusqu'à DN600 ; ces plateaux fonctionnement à une efficacité de séparation constante sur une grande variété 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 comme une colonne de réaction.       

 

  Diagramme de colonne de plateau à cloches / installation d'un plateau à cloches en PTFE  

Garniture

Compatibilité garantie

 

Nous serons ravis de choisir les garnitures idéales, disponibles sur le marché, pour votre application. Anneaux de Raschig QVF® résistants à la température et à la corrosion en verre borosilicate 3.3 et un quelconque autre type ou matériau provenant d'autres fabricants sont utilisés selon les conditions de fonctionnement avec l'ingénierie de procédé de colonne correspondante pour l'application

 

Colonne en verre avec une garniture en polymère / avec des anneaux de Raschig

Garniture structurée

Efficacité de séparation élevée, faible chute de pression

 

Notre garniture structurée DURAPACK® en verre borosilicate 3.3 est idéal pour le verre résistant à la corrosion 3.3 ou les colonnes en acier émaillé, et il possède la même résistance à la corrosion que la colonne en verre et elle maintient sa stabilité thermique à des températures plus élevées en comparaison aux polymères. Le verre de borosilicate 3.3 est non-poreux, diminuant sensiblement l'érosion et la corrosion comparativement à des garnitures équivalentes en céramique. Le nombre élevé de plateaux possibles vous procure un remplissage optimal pour des applications de séparation corrosive, particulièrement dans des fourchettes de pression sous vide, en raison de la faible chute de pression. Les éléments de garniture 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 3 m dans les colonnes de verre et de 5 m dans les colonnes émaillées.

Veuillez demander notre feuille technique distincte pour DURAPACK®.

 

Élément DURAPACK / DURAPACK surface de structures a efficacité élevée
 

 

 
 Efficacité de séparation avec l'utilisation de DURAPACK®                Chute de pression du 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 garniture, un effet qui empêche le liquide d'humidifier la surface des garnitures 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 garnitures 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 soient fixés entre les sections de colonnes soient entourent les garnitures structurées en bandes.

 

Garnitures et entonnoir de guidage dans une colonne / racleurs en PTFE DURAPACK®

Grilles de support

Verre pour porter toute la charge sans danger

 

Selon les garnitures 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.

Soit des anneaux intermédiaires émaillés soit 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.

 

Grille de support de colonne émaillée / grille de support en verre borosilicate 3.3

Plateaux de support QVF® CORE brevetés

Des cylindres de verre soutiennent les garnitures

 

Ceci représente un support spécial et efficace pour la garniture 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 est 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.

 

Plateau DN1000 QVF® CORE / diagramme de plateau QVF® CORE

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.

 

Plateau QVF® CORE à l'intérieur de la colonne / fabrication en atelier du plateau DN1000 QVF® CORE

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 dépendamment 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 que par un degré minimal. 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.

Distributeur en canal de verre DN450 / Distributeur en canal en fonctionnement

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.

 

Collecteur dans une colonne émaillée / collecteurs en verre borosilicate 3.3

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.

 

Antibuée en tête de colonne/Antibuée avec support en céramique

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.

 

 
Partie inférieure de la colonne avec plusieurs éléments internes

Concept - design - ingénierie – implémentation

Guichet unique, la qualité en un tour de main

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

Acides minéraux

H2SO4   Restauration
HNO3  Concentration
HCl     Nettoyage
  Dénitration
  Concentration
  Dilution

 

Milieux halogènes et halogénures

Br2 et bromures Production
Cl2 et chlorures Nettoyage
l2 et iodures Élimination
  Restauration
  Élimination
  Restauration

 

 

 

 

 

 

 

Gaz résiduaires

NOx       Conversion
SO2 et SO3 Absorption
HCl et Cl2 Réduction
  Élimination
  Nettoyage

        

 

 

 

 

 

et beaucoup d'autres procédés.

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

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