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Performances des garnissages


Charge liquide

La charge liquide maximum recommandée pour du garnissage vrac est:

====================================
Taille des       Charge liquide maxi
 éléments             m3/h/m2
----------       -------------------
20mm                    60
25mm                    90
40mm                   130
50mm                   170
90mm                   300
====================================

Débit gazeux

La perte de charge de la colonne augmente avec le débit gazeux.
La perte de charge est proportionnelle:
- au carré de la vitesse gazeuse
- à la masse volumique du gaz
elle augmente aussi avec la charge liquide.
En utilisation à contre-courant, pour une perte de charge de 10 à 15mbars/m, le liquide ne peut plus s'écouler librement. C'est l'engorgement.
Les colonnes doivent être dimensionnées pour des débits égaux à 80% du débit donnant une perte de charge de 10mbars/m.

Capacité

Le débit maxi recommandé est 80% du débit de gaz provoquant une perte de charge sur le garnissage de 10mbars/m.
Le tableau ci-dessous donne une évaluation de ce débit pour:
- de l'air à P atmosphérique (1,25kg/m3)
- une charge liquide de 50m3/h/m2

========================================
type de     débit  perte de  étages hold
garnissage   air    charge   /mètre  up
           kg/h/m2  mbar/m          l/m3
---------- ------- -------- ------- ----
Pall métal 
      13mm
      25mm   4500     5,5    1 à 2   120
      50mm   8000     5               60
Pall plastique
      15mm   3000     4,5
      25mm   5000     6      1 à 2
      50mm   7000     4,5
Pall céramique 
      25mm   2000     6
      50mm   5500     5
Raschig céramique
      
vrac optimisé
            7à13000   4
Structuré
            8à10000   2,5    2 à 4
Structuré très haute capacité
             15000  1,5à2,5
========================================

Le débit de gaz admissible dépend de:
- la masse volumique du gaz
- la masse volumique du liquide
- le débit liquide

Effet de la masse volumique du gaz:

===================================
kg/m3   |  0,01   0,1   1,25   10
--------|--------------------------
débit   |  0,14   0,4    1     1,9
relatif
===================================

Effet de la masse volumique liquide:

===============================
kg/m3   |  700    1000    1500
--------|----------------------
débit   |  0,8      1      1,3
relatif
===============================

Effet du débit liquide:

=======================================
kg liq  |
/kg gaz | 0,2    1     5    10     20
--------|------------------------------
débit   | 1,4   1,3   1,2    1     0,8
relatif |
=======================================

Efficacité du transfert

La hauteur de garnissage nécessaire pour effectuer un transfert donné, est fonction de la vitesse de l'échange entre le liquide et le gaz.
Si le gaz à absorber est très soluble dans le liquide (HCl dans l'eau), ou réagit avec le liquide (SO2 dans la soude), le transfert sera limité par la vitesse de migration du produit au travers du gaz.
Si la solubilité du gaz à absorber est faible (O2 dans l'eau), la vitesse de transfert sera limitée par la vitesse de renouvellement du liquide en contact avec le gaz.
Pour les systèmes dont le transfert est limité par le liquide, la vitesse sera augmentée par un acroissement du débit liquide.
En première approximation:
V1/V2 = (Dliq1/Dliq2)0,3

Pour les systèmes dont le transfert est limité par la phase gazeuse, la vitesse sera augmentée aussi bien par un accroissement du débit liquide que du débit gazeux.
En première approximation:
V1/V2 = (Dliq1/Dliq2)0,3 x (Dgaz1 / Dgaz2)0,75


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