Propriétés des plateaux à clapets
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Propriétés des plateaux à clapets

Les plateaux à clapets sont essentiellement des plateaux perforés modifiés. 
Chaque trou du plateau est couvert par un clapet. Celui-ci peut être:
  • mobile, se soulevant plus ou moins en fonction du débit de gaz ou vapeur à laisser passer; à faible régime, le pleurage du liquide qui se produit normalement avec les plateaux perforés, est fortement limité.
  • fixe; il agit alors comme un déflecteur
Comparé au plateau perforé, le plateau à clapets oriente le flux gazeux dans une direction parallèle au plateau ce qui a pour conséquences:
  • une réduction de la formation de mousse
  • une limitation des zones stagnantes de liquide
  • une réduction des encrassements par dépôt ou polymérisation
Image d'un clapet mobile de plateau de distillationLes clapets mobiles permettent une variation du taux de charge de la colonne allant de 1 à 4. En installant différents types de clapets sur un même plateau, leur ouverture peut être étagée et le taux de charge acceptable peut même varier de 1 à 10. C'est là leur principal avantage.
Les clapets mobiles présentent néanmoins quelques inconvénients:
  • ils peuvent rester coincés/collés après une période d'inactivité
  • leur mouvement incessant peut accélèrer leur corrosion et la fatigue du matériau et finalement se détacher, laissant béant le trou dans le plateau
Les clapets mobiles peuvent être retenus dans leur mouvement par des pattes s'accrochant sous le plateau, ou être enfermés dans une cage fixe. Ce dernier montage plus complexe à mettre en oeuvre est plus robuste.

image d'un clapet fixeLes clapets fixes ne permettent une variation de taux de charge que de 1 à 2.
Dans leurs versions les plus simples, leur avantage comparés aux clapets mobiles réside dans la robustesse de leur construction; Ils sont façonnés par déformation de la tôle constituant le plateau lui-même; aucune soudure et aucune pièce rapportée, et une mécanisation aisée de la construction les rendent très économiques.
Des versions améliorées sont proposées avec une forme du clapet optimisée. Le clapet n'est plus issu de la déformation du plateau lui-même, mais est une pièce rapportée par dessus le perçage du plateau. Les performances hydrauliques et de transfert sont améliorées mais la construction est plus coûteuse.

Capacité des plateaux

Il faut distinguer:
- la capacité gaz (débit de gaz acceptable)
- la capacité liquide (débit de liquide acceptable)
Un débit de gaz excessif provoquera:
- des entraînements de liquide d'un plateau vers le plateau situé au dessus, provoquant une baisse de l'efficacité de séparation
- une augmentation de perte de charge pouvant empêcher l'écoulement du liquide de haut en bas de la colonne (ENGORGEMENT)
Un débit de liquide excessif provoquera un remplissage des descentes et remplissage progressif de la colonne.

Capacité gaz

Pour:
- un rapport Liquide/Gaz =1
- un échange air/eau

EFFET DE L'ESPACEMENT DES PLATEAUX

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espace (mm) 250 400 600
----------- ----- ----- -----
kg air/m2.h 6500 10000 12000
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EFFET DE LA MASSE VOLUMIQUE DU GAZ

=====================================
MassVol kg/m3 0,1 1,25 10 50
------------- ---- ---- ---- ----
Débit relatif 0,3 1 2,8 5,2
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EFFET DE LA MASSE VOLUMIQUE LIQUIDE

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MassVol kg/m3 500 1000 1500
------------- ---- ---- ----
Débit relatif 0,7 1,0 1,3
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EFFET DU RAPPORT DE DEBITS LIQUIDE/GAZ

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Débit Liq/Gaz 0,1 1 10
------------- --- --- ---
Débit Relatif 1 1 0,9
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EFFICACITE

EFFET DE LA DENSITE DU GAZ

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MassVol kg/m3 <1,25 3 6,5 13 24
------------- ----- ---- ---- ---- ----
Efficacité 1,0 1,15 1,25 1,4 1,5
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PERTE DE CHARGE

La perte de charge sur le plateau est le résultat de:
- la perte de charge du gaz au travers des trous du plateau
- la hauteur de liquide sur le plateau
- l'état d'aération du liquide
En pratique la perte de charge est de l'ordre de 2 fois la hauteur de liquide sur le plateau soit environ 100mm de liquide.
La perte de charge peut être abaissée par:
- la diminution du poids des clapets
- le choix du profil des clapets


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