Les chemins jolies

Dans tous les cas, la quantité de matière échangée au sein d’un appareillage diphasique, notée N, peut être évaluée par N = Surface d’échange * (différence de potentiel d’échange)* coefficient d’échange de matière Il ne faut alors pas s’étonner que les appareils soient conçus pour offrir un maximum de surface d’échange, compatible avec des conditions hydrodynamiques (débits circulants et leurs propriétés physicochimiques) donnant lieu à une faible résistance au transfert entre phases . hydrodynamique favorable  » Dans le cas particulier des échanges de matière entre une phase azeuse et une autre phase (liquide ou même solide) il est en plus primordial que la perte de charge côté gaz soit aussi modérée que possible afin d’éviter des dépenses énergétiques rédhibitoires ou des conditions de pression incompatibles avec les échanges recherchés.

Ainsi deux grandes classes ou familles de technologies ont principalement fait l’objet d’un développement, en fonction du mode de génération de la surface d’échange nécessaire à l’intensification des transferts de masse : Phase liquide dispersée en film sur interne 2 appareils dits film. Selon la géométrie de la surface solide les appareils seront ilm tombant ( généralement des plaques ou des tubes verticaux ) garnissage ( matériaux de remplissage offrant une grande surface d’étalement du liquide, comparable à une matrice macroporeuse) ; Action sur la phase liquide générant des gouttes : la phase liquide est dispersée par consommation énergétique en gouttes .

Soit l’énergie de dispersion est prélevée sur la phase liquide, ce conduit à des appareillages à pulvérisation ( type pomme de douche exploitant l’énergie de pression du liquide ) soit l’énergie apportée par la phase gazeuse ( effet de friction et de cisaillement ue à une vitesse du gaz importante ), conduisant à la famille des éjecteurs venturis à gaz moteur . G’ Action sur la phase gazeuse conduisant à la génération de bulles dans un milieu liquide continu : l’énergie nécessaire à la création de surface est issue du gaz induisant une perte de charge. Les appareillages peuvent être à plateaux (l’énergie nécessaire la création de surface est issue du gaz induisant une perte de charge) ou du type venturi éjecteur à liquide moteur ( fénerge est prélevée sur la phase liquide qui subit une perte de pression).

Phase gazeuse 3 liquide et gazeuse. Chacun de ces dispositifs de mise en contact de phase sous- entend des performances ou attendus spécifiques l’origine de leurs sélection. Quelle technologie ? Il n’y a pas de règles générales permettant de s’orienter vers une technologie plutôt qu’une autre. Par contre, un choix peut être dicté par des conditions de mise en œuvre spécifique à chaque cas d’étude. Il sera noté à travers les deux parties suivantes que la phase gazeuse est soumise à une perte de charge plus ou moins Importante en fonction de la technologie, de la dimension de l’appareil laquelle est liée à l’objectif de éparation envisagée.

Globalement, il faut d’ores et déjà retenir qu’une colonne plateaux induira, toutes choses égales par ailleurs, la perte de charge la plus grande puis par ordre décroissant, les colonnes à garnissage « traditionnels », puis à garnissage « moderne ou structuré » puis les laveurs venturis et autres techniques à pulvérisation. Ces derniers dispositifs ne conduisent qu’à un étage théorique dans leur modèle de base alors que les types précédents ne présentent pas cette limitation. Dès lors, la question se pose en termes d’acceptabilité et ensibilité de la séparation à une variation de pression subie par le gaz à la traversée de la colonne sans oublier que la surpression, la compression d’un gaz, la mise sous vide d’un appareil sont onéreuses.

Le choix sera alors facilité par les réponses aux questions telles que ci-dessous regroupées et la pratique que l’on peut avoir du dimensionnement d’équipement: X] L’opération est-elle réalisée sous vide, à pression atmosphérique, sous pression supérieure la pression atmosphérique ? X]lJne perte de charge est- sous pression superieure a XIIJne perte de charge est-elle supportable ? De combien ? Les schémas sont issus de Techniques de I’ ngénieur, pages J 2621-2 et J 3580-21 ) [X]Quel est le devenir de la phase gazeuse après traitement dans l’appareil dimensionné ? Recyclage ? Evacuation à un évent ? Poursuite dans le procédé ? XIA-t-on besoin de nombreux étages théoriques pour assurer la séparation souhaitée ? ËLes équilibres entre phases sont-ils sensibles à une variation de pression ? Exemples de démarche .

Pour une absorption, assurant le traitement par absorption physique dun gaz disponible à une pression donnée proche de la pression atmosphérique (ne pouvant être accrue à un coût odéré), opération d’autant plus favorisée que la pression reste élevée, nécessitant n étages théoriques (n > quelques unités) réalisée avec des rapports de débits habituellement rencontrés Il est plutôt conseillé de s’orienter vers une technologie garnissage « traditionnel » assurant le traitement par absorption chimique d’un gaz disponible à une pression élevée (exemple de l’épuration de gaz naturel par absorption réactive), necessitant un temps de séjour pas trop court pour atteindre un avancement suffisant des réactions réalisée avec des rapports ituellement rencontrés.