Distillation. Absorption - Colonnes à plateaux : technologie

Les colonnes à plateaux sont utilisées pour réaliser un contact entre une phase gazeuse et une phase liquide de façon à amener celles-ci le plus près possible de l’état d’équilibre. Les transferts de matière et de chaleur entre les phases sont d’autant plus importants que la surface de contact et la turbulence des phases sont plus grandes.

Les colonnes à plateaux ont été mises au point pour la distillation, opération dans laquelle la résistance au transfert de matière est plus importante dans la phase vapeur que dans la phase liquide. Les plateaux sont donc conçus pour assurer une dispersion de la phase vapeur au sein du liquide. Les colonnes à plateaux sont utilisées avec un égal succès en distillation et en absorption.

Dans l’immense majorité des cas, on utilise directement l’énergie de pression de la vapeur pour disperser les phases l’une dans l’autre. Dans tous les cas, on profite de la gravité pour le mouvement de la phase liquide qui a toujours lieu de haut en bas.

À part quelques dispositifs particuliers, les plateaux peuvent se ranger en deux grandes catégories (figure 1) :

• les plateaux à courants croisés avec trop-plein ;

• les plateaux à contre-courant sans trop-plein.

Dans les plateaux à courants croisés, la phase gazeuse ascendante traverse le liquide qui se déplace horizontalement sur le plateau. Un barrage de sortie maintient une couche de liquide sur le plateau. Le liquide s’écoule par gravité d’un plateau à l’autre par une conduite (trop-plein). Les plateaux à contre-courant ne comportent ni barrage de sortie ni trop-plein, le liquide et la vapeur s’écoulent par les mêmes orifices.