FR2552341A1 - Procede pour separer un melange de liquides ou une solution au moyen d'une cloison poreuse - Google Patents
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Abstract
PROCEDE POUR SEPARER UN MELANGE DE LIQUIDES OU UNE SOLUTION EN FAISANT PASSER UNE PARTIE DU MELANGE DE LIQUIDES OU UNE PARTIE DU SOLVANT DE LA SOLUTION A L'ETAT DE VAPEUR ET EN CONDENSANT ENSUITE LA VAPEUR PRODUITE, LE MELANGE DE LIQUIDES OU LA SOLUTION ETANT AMENE AU CONTACT D'UNE CLOISON (MICRO)-POREUSE A TRAVERS LES PORES DE LAQUELLE ON FAIT S'ECOULER LA VAPEUR, MAIS NON LE MELANGE DE LIQUIDE OU LA SOLUTION. ON SOUMET LES PORES DE LA CLOISON POREUSE 2 A L'ACTION D'UN GAZ OU D'UN MELANGE DE GAZ ET L'ON FAIT CIRCULER LE GAZ OU LE MELANGE DE GAZ EN CONTRE-COURANT DE LA VAPEUR A TRAVERS LES PORES DE LA CLOISON POREUSE.
Description
* 1 Procédé pour séparer un mélange de liquide ou une solution au moyen
d'une cloison poreuse L'invention se rapporte à un procédé pour séparer un mélange de liquidesou une solution en faisant passer une partie du mélange de liquidesou une partie du solvant de la solution à l'état de vapeur et en condensant ensuite la vapeur produite, le mélange de liquides ou la solution étant amené au contact d'une cloison (micro)- poreuse à travers les pores 10 de laquelle on fait s'écouler la vapeur, mais non le mélange
de liquides ou la solution.
Une condition préalable pour la mise en oeuvre de ce procédé connu était jusqu'ici que la cloison poreuse ne soit pas mouillable par le mélange de liquidesou la solution, c'est-à-dire soit lyophobe ou hydrophobe, car la pénétration du liquide dans les pores de la cloison poreuse ou même une traversée du liquide à travers cette cloison poreuse doit être évitée dans tous les cas C'est pour cette raison que le procédé du type précité ne convenait pas jusqu'ici pour les mélanges de liquides ou les solutions qui mouillent la cloison poreuse dans les conditions données du procédé Par ailleurs, le procédé connu était toujours exécuté de façon que le transport de la vapeur à travers les pores de la cloison poreuse soit aussi peu que possible ou 25 m 9 me absolument pas gêné par le gaz présent dans les pores
(c'est-à-dire résiduel et/ou entra né).
La présente invention a par conséquent pour objet de rendre le procédé du type précité également utilisable pour
les mélanges de liquides et les solutions qui mouillent la 30 cloison poreuse.
Avec le procédé du type ci-dessus, ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que l'on soumet les pores de la cloison poreuse à l'action d'un gaz ou d'un mélange de gaz et que l'on fait circuler le gaz ou le mélange 35 de gaz en contre-courant de la vapeur à travers les pores de
la cloison poreuse.
Dans le procédé selon l'invention, la force agissante est la différence de pression de vapeur entre le c 8 té mélange de liquidesou solution et le c 8 té distillat de chacun des pores de la cloison poreuse Une telle différence de pression de vapeur est par exemple obtenue, soit par un gradient de conen5 tration correspondant, soit en éloignant continuellement de la cloison poreuse le distillat à l'état de vapeur, ou encore en soumettant en permanence le cÈté distillat de la cloison poreuse à l'action d'un liquide qui est à une température inférieure à celle du mélange de liquide ou de la solution 10 et qui absorbe le distillat se condensant alors sur le côté distillat des pores de la cloison poreuse, donc par une différence de température entre le mélange de liquides ou la solution et le condensat Ce liquide de refroidissement ou d'entraînement est de préférence formé par le distillat lui15 même condensé et refroidi De cette façon, on emp 8 che le distillat de se mélanger à un autre liquide Cela est en particulier important lorsque le distillat lui-môme constitue
le produit proprement dit obtenu par le procédé.
Le courant de gaz caractérisant le procédé selon 20 l'invention est avantageusement établi en produisant une différence de pression entre le côté distillat et le c 8 té mélange de liquides ou solution, la plus forte pression se trouvant du côté du distillat Une telle différence de pression peut être engendrée en créant une dépression du côté 25 de la solution ou du mélange de liquideset/ou en créant une surpression du c 8 té du distillat Cela est également valable lorsque le côté distillat de la cloison poreuse est soumis à
l'action d'un liquide, par exemple du distillat condensé.
Dans ce cas, un courant de gaz suffisant à travers les pores 30 de la cloison poreuse peut par exemple être obtenu en introduisant en quantité suffisante le gaz ou mélange de gaz, de l'air ou des mélanges gaz/air pouvant aussi être utilisés à cet effet, dans le liquide (condensat) se trouvant à une
pression plus élevée que le mélange de liquide ou la solution 35 à séparer.
Pour produire le courant de gaz à travers les pores de la cloison poreuse, on peut utiliser un gaz ou un mélange de 255234 i gaz qui est inerte visà-vis du mélange de liquide ou de la solution à séparer et du distillat et/ou qui n'est soluble qu'en petites quantités dans les liquides avec lesquels il vient en contact Si on le désire, on peut toutefois utiliser aussi des gaz qui provoquent une modification du mélange de liquidesou de la solution ou d'un de leurs composants, donc
qui réagissent par exemple chimiquement avec ceux-ci.
En cas d'utilisation d'un gaz dont la solubilité dans le liquide utilisé du côté du distillat est très forte, il y a lieu de veiller à ce qu'il y ait un excédent suffisant de gaz afin qu'une quantité de gaz nan dissous dans le liquide subsiste pour produire le courant de gaz à travers la cloison poreuse Par une forte solubilité du gaz utilisé dans le mélange de liquidesa séparer, on amplifie encore éventuellement 15 le courant de gaz passant à travers la cloison poreuse, ce
qui est avantageux dans certaines conditions.
La quantité de gaz s'écoulant à contre-courant de la vapeur à travers les pores de la cloison poreuse ne doit bien entendu pas être excessive et opposer une résistance inutile20 ment forte au passage de la vapeur, mais doit être juste suffisante pour empêcher efficacement la pénétration du liquide (mélange de liquidoeou solution) La quantité de gaz nécessaire ' cet effet, laquele dépendde a grandeur de la cloison poreuse, de la grosseur des pores, de la surface totale des 25 sections transversales des pores, de la mouillabilité de la cloison poreuse, de la température, de la nature du gaz et autre paramètre concernant les matières et le procédé, peut être déterminée de façon simple Ainsi, par exemple, en établissant un courant de gaz d'une force quelconque avant de 30 soumettre la cloison poreuse à l'action du fluide à traiter, puis après exercice de cette action et obtention des paramètres voulus, en réduisant le courant de gaz par diminution de la pression de celui-ci jusqu'à ce qu'il se produise précisément un léger passage du fluide ' travers la cloison poreuse Il 35 appartient alors au spécialiste de juger de combien il doit augmenter cette pression qui n'est plus suffisante pour
garantir une mise en oeuvre efficace du procédé selon l'in-
vention. Le procédé selon l'invention peut être exécuté en condensant la vapeur ayant traversé les pores immédiatement dans la zone de la cloison poreuse Cela peut se faire en faisant agir également sur le c 8 té distillat de la cloison poreuse un liquide, si possible correspondant au condensat de vapeur, qui est à une température permettant d'obtenir la différence de pression de vapeur nécessaire au procédé selon l'invention entre le c 8 té mélange de liquidesou solution
et le côté condensat de chaque pore de la cloison poreuse.
La condition préalable pour ce mode de mise en oeuvre du procédé est que le liquide ne mouille pas la cloison poreuse
du côté condensat.
Il est néanmoins aussi possible d'entraîner au loin 15 la vapeur aprèes sa sortie des pores de la cloison poreuse ou de la faire tout d'abord passer ou diffuser à travers un espace rempli d'un gaz ou d'un mélange de gaz puis, soit de la condenser tout de suite sur une surface refroidie, soit de lafaire préalablement passer ou diffuser à travers les pores d'une seconde 20 cloison poreuse par les pores de laquelle on fait éventuellement passer un gaz ou un mélange de gaz en équicourant ou en contre-courant de la vapeur et en ne la condensant qu'alors
à un endroit quelconque.
Comme déjà mentionné plus haut, la différence de 25 pression de vapeur provoquant l'évaporation peut dans la
plupart des cas être provoquée par une différence de température entre le côté solution ou côté mélange de liquides (côté plus chaud) et le c 8 té distillat (côté plus froid).
En pareil cas, la cloison poreuse fait en plus avantageusement 30 office de couche thermiquement isolante, de telle sorte qu'avec une disposition horizontale de la cloison poreuse et un écoulement dans lequel le c 8 té chaud se trouve au-dessus du côté froid, on obtient en outre l'avantage que dans l'espace limitrophe de la cloison poreuse et rempli d'un gaz ou d'un 35 mélange de gaz et de la vapeur de distillat, on emp 8 che presque complètement une convection naturelle perturbant le transport de vapeur du c 8 té distillat Une telle convection perturbatrice s'établit lorsque, entre la surface de la solution ou du mélange de liquideset l'espace de vapeur, il peut se produire un échange libre de chaleur et de matière comme cela est par exemple le cas dans les récipients ou 5 alambics de distillation classiqueset en particulier dans les évaporateurs dits à film tombant Lorsque le cÈté distillat de la cloison poreuse est soumis à l'action d'un liquide, par exemple du distillat condensé, au lieu d'un distillat à l'état de vapeur, l'avantage de l'emploi d'une 10 cloison poreuse réside entre autres dans le fait que les trajets de diffusion pour la vapeur de distillat sont relatirenient courts et que l'isolation nécessaire entre le mélange de liquides ou la solution à séparer et le condensat est
largement assurée pendant un temps illimité.
Poue la mise en oeuvre du procédé il n'est pas nécessaire qu'un état d'ébullition règne dans le mélange de
liquide 4 ou la solution à séparer.
Bien que le procédé selon l'invention convienne bien entendu également pour les cas o ni la solution ou le mélange 20 de liquidesni le condensat ne mouillent la cloison poreuse, il semble moins avantageux pour de pareils cas, attendu que le courant de gaz dirigé dans le sens opposé de la vapeur agit plutôt en tant qu'obstacle empêchant inutilement la diffusion
de la vapeur.
La vapeur s'échappant des solutions est en général constituée comme on le sait presque exclusivement de solvans purs,par exemple de l'eau, tandis que les matières dissoutes (solides) s'y trouvent tout au plus sous forme de traces et
restent pratiquement entièrement dans la solution.
Ilen va par contre généralement différemment lorsqu'il s'agit de mélanges de liquides En cas de mélanges de liquides form" de deux compoeants, par exemple, la vapeur s'en échappant est
aussi constitude de deux composants Si en pareil cas un composant a un point d'ébullition plus bas que l'autre, celui-ci 35 constitue en général le composant le plus volatil.
Si à partir d'un tel mélange de liquides, on réalise un mélange de vapeur, la concentration du composant le plus volatile dans la phase vapeur est en général plus importante que dans le mélange de liquides subsistant restant dans la phase liquide, c'est-à-dire qu'il s'y trouve enrichi Si l'on condense cette vapeur, on obtient un mélange de liquides qui présente la même composition que la vapeur, c'est-à-dire dans laquelle le composant le plis volatile est également plus riche. Ce comportement des mélanges de liquides offre la possibilité, par distillation répétée des fractions de différentes compositions obtenues de cette façon,de les décomposer en leurs différents 10 composants, donc de les séparer Ce mode de séparation des melanges de liquides est généralement connu sous le terme de distillation fractionnée et, en cas de processus continu, sous le terme de rectification Les mélanges de liquides dans lesquels la composition, donc le pourcentage de chacun des composants, est la même dans la vapeur s'échappant du milange
que dans le mélange lui-même sont dits mélanges azéotropes.
De tels mélanges peuvent être décomposés sans difficultés en leurs éléments simples ou en fractions présentant d'autres compositions La composition dans chaque phase de vapeur peut 20 toutefois être modifiée dans chaque cas en faisant varier la
pression ou la température.
La représentation graphique de la concentration de vapeur en fonction de la concentration du liquide est en général connue sous la désignation de diagramme McCabe-Thiele. 25 Elle peut être déterminée par mesuresou calcu: Les procédés à cet effet sont connus (par exemple E Kirschbaum, Destillierund Rektifiziertechnik, maison d'édition Springer, 1960; Lueger, Lexikon der Technik, maison d'édition allemande Stuttgart 1960, volume I, voir "Azeotroper Punkt" et "Rektifikation", volume IV, voir "Destillation" et volume 16, voir "Mac Cabe-Thiele-Diagramm", "Rektifikation", "Rektifikation mit Hilfsstoffen", "Rektifizierapparat" und "Siedegleichgevicht"; de même Ullmanns Encyklopâdie der technischen Chemie, maison d'édition Chemie Weinheim/Bergstrasse, volume 1 Allgemeine Grundlagen der Verfahrens und Reaktionstechnik 1972, volume 2 Verfahrenstechnik I (Grundoperationen) 1972 et volume 3
Verfahrenstechnik II und Reaktionsapparate 1973).
On a cependant constaté avec surprise qu'avec le procédé selon l'invention, on peut établir dans le cas de mélanges de liquides une composition de vapeur s'écartant de celle régnriant à, l'état d'équilibre, c'est-à-dire que l'on obtient dans le diagramme de McCabe-Thiele une autre courbe d'équilibre que dans la distillation usuelle sans courant de gaz antagoniste Cela revient à dire qu'avec le procédé selon l'invention on a l'avantage qu'il devient possible de séparer facilement même les mélanges qui, avec les paramètres employés (pression, température), présentent normalement un comportement azéotrope, attendu que le distillat en résultant a une autre composition que le mélange de liquide restant (= résidu) Les deux fractions alors obtenues du mélange de liquides original peuvent ensuite être à nouveau décomposées, par exemple par des procédés de distillation ou
de rectification classiques.
Les mélanges de liquides qui présentent un comportement azéotrope lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent généralement eux aussi être séparés sans diffi, 20 culte par un procédé classique Cela s'explique de la façon suivante: Si pour des mélanges de liquides binaires on détermine de façon usuelle la composition de la vapeur (concentration de vapeur) pour différentes compositions du mélange (concentra25 tion du liquide), donc le diagramme dit de McCabe-Thiele, et si ce faisant on tombe sur une composition du mélange à comportement azéotrope, il y a en général encore une autre composition du mélange pour laquelle il ne se produit une
azéotropie qu'avec le procédé selon l'invention.
Le point azéotrope intervenant éventuellement avec le procédé classique de distillation ou de rectification peut donc ainsi être évité avec le procédé selon l'invention et inversement. Le fait qu'en recourant au procédé selon l'inventions 35 le distillat présente une autre composition qu'avec le procédé classique peut dans certaines circonstances être aussi avantageusement utilisé pour réduire le nombre des plateaux l dans les colonnes de rectification, notamment dans le cas o avec le procédé selon l'invention, on obtient déjà deux fractions du mélange qui, dans le procédé classique, ne sont
obtenues qu'après plusieurs étapes.
Dans le procédé selon l'invention, par rapport aux procédésde distillation classiques, à l'enrichissement du composant le plus volatil du mélange se superpose un enrichissement du composant qui présente le plus faible poids moléculaire Cela a pour conséquence que par exemple dans le cas d'un mélange d'eau et d'un alcool à bas point d'ébullitions l'enrichissement de l'alcool se produisant normalement dans la vapeur et dans le condensat en résultant a lieu de façon moins prononcée dans le procédé selon l'invention, c'est-à-dire que le condensat obtenu avec le procédé selon l'invention contient comparativement moins d'alcool qu'iln'en contiendrait, les conditions de température et de pression restant les mêmes, sans le courant de gaz dirigé en sens contraire selon l'invention Dans le cas d'un mélange de liquides dans lequel le composant le plus volatil présente aussi le poids molécu20 laire le plus faible, on devrait donc obtenir un enrichissement
amplifié de ce composant avec le procédé selon l'invention.
Par mélange de liquidesou solution, on entend également au sens de l'invention les acides, les liquides qui contiennent des particules organiques ou inorganiques à l'état non dissous, même dans la zone sousmicroscopique, des micro-organismes et analogues, les extraits, les émulsions et autres produits similaires Le procédé selon l'invention convient donc au traitement de tous les liquides dans lesquels il se produit dans les conditions précitées au moins une
séparation partielle d'au moins un composant de ce liquide.
En pareil cas le produit final désiré peut être la solution sur concentrée, le mélange de liquideslibéré totalement ou partiellement d'au moins un composant et/ou le distillat à
l'état de vapeur ou condensé.
La cloison servant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut se présenter sous une forme plane ou non plane, par exemple courbée, ondulée ou fermée, donc notamment sous forme de plaque, de tuyau flexibles de tube, de fibresou de fils creux, plusieurs de ces éléments pouvant former la cloison poreuse La cloison poreuse peut par conséquent se présenter par exemple également sous la 5 forme d'au moins un faisceau tubulaire ou d'un faisceau de
fils creux.
La cloison poreuse servant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être réalisée en un matériau métallique ou non métallique, par exemple en céramique, en 19 i amiante, en silicates en produits minéraux, en celluloses en acétate de cellulose, en nylons en polypropylènee en polytétrafluoroéthylène, en polyéthylène, en fluorure de polyvinylidène, en chlorure de polyvinyle, etc ou mélanges
de co Ux C-ci.
Comme cloison poreuse on peut en particulier utiliser g Ealement des membranes artificielles poreuses ou micron poreuses qui peuvent se présenter sous forme de membrane
plate (feuille plate), de membrane tubulaire (feuille tubulaire, de tube, de fils creux oude fibres creuses.
Les liquides participant au procédé selon l'invention peuvent être au repos, remues par des dispositifs agitateurs et/ou s'écouler, auquel cas on peut ici aussi recourir aux formes d'écoulement classiques, équicourant, contre-courant, courant croisé ou n'importe quelle forme d'écoulement mixte 25 en résultant et se révélant le plus appropriée Le chauffage ou le refroidissement éventuellement nécessaire des liquides, vapeurs ou gaz participant au procédé selon l'invention peut s'effectuer dans la zone de la cloison poreuse,mais aussi à n'importe quel autre endroit Une récupée 39 ration au moins partielle de la quantité de chaleur libérée par la condensation, éventuellement effectuée, de la vapeur du distillat, par exemple pour le préchauffage du mélange de liquidedou de la solution, est également possible A cet effet
on peut par exemple utiliser aussi des pompes à chaleur.
Le procédé selon l'invention peut aussi s'effectuer en plusieurs étages, c'est-àa-dire que le résidu obtenu dans un étage (solution surconcentrée ou mélange de liquides appauvri de ses composants volatils) et/ou le distillat condensé peuvent être à nouveau soumis au procédé selon l'invention dans un étage monté en aval Par ailleurs, on peut aussi l'utiliser comme étage préalable, intermédiaire ou final d'un autre procédé classique Cela est en particulier valable lorsque l'on veut utiliser le procédé selon l'invention pour
éviter le point azéotrope d'un mélange de liquides.
Le dispositif selon l'invention qui convient pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend pour 10 l'essentiel au moins un récipient, une cloison poreuse qui divise le récipient en deux chambres, l'une des chambres étant destinée à recevoir le mélange de liquidesou la solution et l'autre chambre étant destinée à recevoir le distillat (condensat) à l'état de vapeur ou liquide (condensé), et 15 comporte selon l'invention une installation pour l'amenée du gaz dans la chambre destinée à recevoir le distillat
sortant de la cloison poreuse.
Dans un autre mode de réalisation, le récipient du dispositif selon l'invention peut être divisé par deux ou 20 plusieurs cloisons poreuses en trois ou plusieurs chambres
montées les unes derrière les autres.
Par ailleurs, au moins une chambre du dispositif selon l'invention peut être raccordée à un dispositif générant une dépression ou une surpression et/ou comporter 25 des conduites tubulaires pour l'amenée et l'évacuation des liquides, vapeurs ou gaz participant au procédé selon l'invention, tousles éléments du dispositif selon l'invention fonctionnant avec dépression ou surpression étant réalisés sous une forme de construction fermée vers l'extérieur. 30 Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter selon les besoins des dispositifs de mesure, de régulation et de surveillance nécessaires qui sont connus de l'homme de l'art et dont une grande variété est disponible dans le commerce Il en est de même pour les moyens de
transport éventuellement nécessaires pour l'amenée ou l'évacuation des liquides, vapeurs et gaz participant au procédé.
Le dispositif selon l'invention peut être réalisé de façon que la solution ou le mélange de liquideset/ou le cendensat soient amenés à passer devant la cloison poreuse et à traverser les chambres correspondantes une seule ou plusieurs fois, c'est-à-dire en un mouvement circulaire, et que seulement 5 des courants partiels des quantités en circulation ainsi
produites soient amenés ou dérivés.
Les dispositifs pour le chauffage et/ou le refroidissement des liquides, vapeurs et gaz participant au procédé selon l'invention peuvent 9 tre places à l'intérieur ou à l'extérieur de la ou des chambres respectivement prévues à
cet effet.
Le dispositif selon l'invention peut aussi etre constitué de plusieurs chambres montées en parallèle pour les différents liquides, vapeurs et gaz participant au procédé comme cela est par exemple le cas avec un faisceau tubulaireo Des dispositifs agitateurs peuvent aussi 9 tre installé dans les chambres si, par exemple, le transvasement par pompe
d'un liquide ne devait pas se révéler avantageux.
La cloison poreuse du dispositif selon l'invention en ce qui concerne sa forme et son matériau est de préférence
réalisée de la façon déjà indiquée dans la description du
procédé selon l'invention.
L'encombrement du dispositif selon l'invention n'est
soumis à aucune limitation dans le cadre des dimensions 25 usuelles.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la
description de modes de réalisation pris comme exemples,
mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement et de façon simplifiée un mode de réalisation du dispositif selon l'invention avec une cloison poreuse; la figure 2 représente schématiquement et de façon simplifiée un mode de réalisation du dispositif selon 35 l'invention avec deux cloisons poreuses; la figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention en coupe longitudinale dans 2 i 52341
lequel les cloisons poreuses sont réalisées tubulaires.
Sur le dispositif selon l'invention, on a représenté à la figure 1: le récipient 1 qui est divisé par la cloison poreuse 2 en une première chambre 3 destinée à recevoir le mélange de liquidesou la solution et en une seconde chambre 4 de stinée à recevoir le distillat à l'état de vapeur ou liquide (condensé), une conduite d'amenée 5 et une conduite d'évacuation 6 pour le mélange de liquidesou la solution, une conduite d'amenée 7 et une conduite d'évacuation 8 pour le distillat à 10 l'état de vapeur ou liquide (condensé) ou un autre fluide ainsi que, selon l'invention, une conduite d'amenée 9 pour du gaz et un dispositif mélangeur 10 pour répartir dans le liquide
le gaz qui est ensuite amené de cette façon à la chambre 4.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la chambre 4 peut être entièrement ou partiellement remplie de liquide, par exemple de distill&t Le liquide provoquant la condensation de la vapeur diffusant à travers les pores de la cloison poreuse 2 peut déjà &$tre amené à la température basse voulue à la chambre 4, mais il est aussi possible de ne lui 20 soutirer de la chaleur que dans la chambre 4 -0 N peut aussi faire en sorte que la condensation de la vapeur s'effectue le long de la paroi il du récpient en refroidissant celle-ci de façon appropriée Dans ce dernier cas cité et également lorsque le distillat doit être évacué sous forme de vapeur de la chambre 4, la conduite d'amenée 7 peut être fermée par un organe d'arrêt non représenté disposé devant le dispositif mélangeur 10 L'admission du gaz dans la chambre 4
ne s'en trouve pas interrompue Selon la façon de procéder, une partie du gaz amené à la chambre 4 peut également être 30 évacuéepar la conduite d'évacuation 8.
En cas d'utilisation d'un liquide non mouillant pour condenser la vapeur sortant des pores de la cloison poreuse 2, la chambre 4 peut être remplie partiellementmais aussi totalement, et dans c e dernier cas le liquide peut toucher 35 sans difficultés la cloison poreuse 2 En cas d'utilisation
13 2552341
d'un liquide de refroidissement mouillant la cloison poreuse 2, celui-ci ne doit pas toucher la cloison poreuse 2, ce qui signifie qu'entre la surface du liquide et la cloison poreuse 2 on doit ménager un espace intermédiaire rempli de vapeur et de gaz. Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 du dispositif selon l'invention comporte les éléments suivants le récipient 1 qui est divisé par la première cloison poreuse 2 et la seconde cloison poreuse 12 en une première chambre 10 3 destinée à recevoir le mélange de liquide jou la solutions en une deuxième chambre 13 destinée à recevoir le gaz et le distilllt à l'état de vapeur et en une troisième chambre 4 destinée à reeevoir le distillat à l'état de vapeur ou liquide (condensé), la eonduite d'amenée 5 et la conduite d'évacuation 15 6 pour le mélange de liquide ou la solution, la conduite d'amenée 9 pour l'amenée du gaz dans la chambre 13 ainsi que la conduite d'amenée 7 et la conduite de'évacuation 8 pour le distillat à l'état de vapeur ou liquide (condensé) Dans ce mode de réalisation, la vapeur de distillat ne se condense 20 qu'au contact de la cloison poreuse 12 ou qu'après avoir diffusé à travers les pores de la cloison poreuse 12 Par ailleurs, pour l'action du liquide dans la chambre 4 il en est de même que pour la chambre 4 du dispositif représenté sur la figure 1 Selon le mode opératoire, on peut faire passer le gaz amené à la chambre 13 qu'à travers les pores de la cloison poreuse 2, mais on peut aussi en faire passer une partie
également à travers les pores de la cloison poreuse 12.
Ce mode de réalisation du dispositif selon l'invention convient en particulier pour les mélanges de liquides ou les 30 solutions mouillant la cloison poreuse 2, et dans lesquels le distillat condensé mouille également la cloison poreuse 2 e Le mode de réalisation représenté sur la figure 3 du dispositif selon l'invention correspond en principe à celui représenté sur la figure 2, mais ici la cloison poreuse 2 et 35 la cloison poreuse 12 sont formées par des tubes Les tubes formant les deux cloisons poreuses 2 et 12 sont en pareil cas
disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre. Tous les autres éléments correspondent en ce qui concerne leurs références
aux éléments représentés sur les figures 1 et 2 et déjà décrits ci-dessus Par ailleurs, le dispositif représenté sur la figure 3 comporte une double enveloppe 14 servant au chauffage ou au refroidissement de la chambre 13. En cet endroit, la chambre 13 peut être fermée de façon étanche aux fluides par la valve 15 ou être raccordée à d'autres dispositifs non représentés Si les conduites d'amenée et les conduites d'évacuation pour le mélange de liquidesou la solution et le distillat sont commutées, le transport de vapeur s'effectue dans le sens opposé Le rôle des chambres et des cloisons poreuses varie alors en conséquence 15 ce qui est illustré sur la figure 3 par les références entre parenthèses Les autres éléments 1, 9, 13, 14 et 15 conservent
en pareil cas leur signification.
La disposition horizontale représentée sur les figures 1 a 3 des cloisons poreuses n'est certes pas obligatoire, mais s'avère cependant avantageuse du fait qu'ellepche dans une large mesure une convection naturelle perturbant éventuellement le transport
de vapeur à travers les chambres 13 et 4.
Les cloisons 16 imperméables aux fluides représentées sur la figure 3 et formant un espace annulaire empêchent un contact 25 du liquide se trouvant dans la chambre 3 ( 4) avec les tubes 12 ( 2) formant la cloison poreuse, ce qui est en particulier nécessaire lorsque le liquide se trouvant dans la chambre 3 ( 4) provoquerait sinon un mouillage des tubes 12 ( 2) et par conséquent éventuellement un remélangeage avec le liquide 30 s'écoulant à travers ces tubes 12 ( 2) Les fonds tubulaires 17, tels qu'ils sont par exemple usuels également dans les échangeurs de chaleur à faisceaux tubulaires, forment les cloisons étanches aux fluides entre les chambres 3 ( 4), 4 ( 3)
et 13.
Claims (4)
1 Procédé pour séparer un mélange de liquidesou une solution en faisant passer une partie du mélange de liquides ou une partie du solvant de la solution à l'état de vapeur 5 et en condensant ensuite la vapeur produite, le mélange de liquides ou la solution étant amené au contact d'une cloison (rmicro)-poreuse à travers les pores de laquelle on fait s'écouler la vapeur,mais non le mélange du liquide ou la solution, caractérisé par le fait que l'on soumet les pores de la cloison poreuse à 1 'action d'un gaz ou d'un mélange de gaz e quue l'on fait circuler le gaz ou le mélange de gaz en conre-courant de la vapeur à travers les pores de la cloison poreuse.
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le 15 fait qu'avanrt la condensation on fait diffuser la vapeur sorvant des pores de la cloison poreuse à travers un espace
rempli d'un gaz ou d'un mélange de gaz.
3 Procédé selon les revendications 1 et 2, caractériseé
par le fait qu'avant la condensation on fait diffuser la vapeur à travers au moins une autre cloison poreuse par les pores de laquelle on fait éventuellement passer un gaz ou un mélange de gaz en équicourant ou en contre-courant de la vapeur.
4 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon
l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant au moins
un récipient ( 1), une cloison poreuse ( 2) qui divise le récipient en deux chambres ( 3, 4) dont l'une ( 3) est destinée à recevoir le mélange de liquide ou la solution et l'autre ( 4) est destinée à recevoir le distillat (condensat) à l'état de vapeur ou liquide (condensé), caractérisé par le fait qu'il est
prévu une installation ( 9, 10) pour amener le gaz à la chambre destinée à recevoir le distillat sortant de la cloison poreuse.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le
fait que le récipient est divisé en au moins une autre chambre 35 par au moins une autre cloison poreuse.
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