Brevet FR2005387A1 — publié le 19691212

69Q9992 1 2005387 Le système évaporateur à effet multiple peut produire de l'eau avec une consommation d'énergie très intéressante par unité de produit mais le coût initial de l'équipement est prohibitif. La dépense globale est si élevée que les évaporateurs 5 à effet multiple n'ont presque pas réussi à s'implanter. L'invention coûte notablement moins que les évaporateurs usuels à effet multiple parce qu'elle élimine l'ensemble de tuyauterie à effet d'eau, les échangeurs de chaleur séparés à régénération et les pompes à effet d'eau. Sa taille et sa 10 capacité ne sont pratiquement pas limitées, elle prend beaucoup moins de place que les groupes usuels et sa conception peut être normalisée pour une très large gamme de capacités. En outre, par de très légères modifications, on peut lui incorporer un système de recompression de vapeur qui diminue encore la consomma-15 tion d'énergie par unité de produit. La description détaillée qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés : 20 - la figure 1 est une vue isométrique de 1'évaporateur à effet multiple, certaines parties étant arrachées pour montrer la contraction des effets successifs ; - la figure 2 est une coupe transversale de 1'évaporateur représenté sur la figure 1 ; 25 - la figure 3 est une coupe longitudinale décalée de manière à correspondre à la figure 1, et - la figure 4- est un schéma d'écoulement indiquant le passage de fluides à travers 1'évaporateur des figures précédentes. 30 Sous la forme représentée par les dessins, 1'évapora teur est enfermé dans une seule coquille extérieure 10. Comme le montre la figure 1, cette coquille est divisée par des cloisons transversales 12 en des chambres d'alimentation consécutives 14 dans lesquelles se produisent les effets séparés. Un collec-35 teur supérieur 16 traverse longitudinalement les cloisons 12 et est divisé en tronçons consécutifs par des cloisons transversales 18 situées entre les cloisons 12. Dans la première chambre d'alimentation, le fond du 6909992 2 2005387 collecteur forme un faisceau supérieur de tubes duquel partent, en avant de la cloison 18, des tubes 20 qui traversent un faisceau inférieur de tubes formé par le sommet d'un collecteur inférieur 22. Au delà de la cloison 18, des tubes 24- partent 5 du collecteur inférieur 22 vers le haut et aboutissent au collecteur supérieur 16. Egalement dans la première chambre d'alimentation 14, en avant de la première cloison de collecteur 12, comme le montre la figure 2, des tuyaux distributeurs perforés 26 partent 10 latéralement de chaque côté et pénètrent dans les côtés correspondants de la première chambre d'alimentation. Le fond de cette chambre est formé par des faisceaux de tubes 28 qui partent latéralement de chaque côté du fond du collecteur 16. Des tubes 30 en partent et se dirigent vers le bas pour aboutir à des 15 faisceaux de tubes 32 qui partent, latéralement, de chaque côté du sommet du collecteur inférieur 22. Le liquide à évaporer, par exemple de l'eau de mer froide venant d'une source 51 indiquée sur la figure 4, entre dans la coquille 10 à travers le collecteur supérieur 16. Dans 20 le premier effet, tout en bas, la majeure partie de l'eau de mer entrante qui se trouve dans le collecteur 16 est arrêtée par la cloison 18 et descend par les tubes 20 dans le collecteur inférieur 22. Ce collecteur étant barré par le bas du déversoir 52, la majeure partie de l'eau de mer monte par les tubes 24 jus-25 qu'au collecteur supérieur 16, au délà de sa cloison 18. La majeure partie de l'eau de mer suit donc un parcours sinueux, alternativement le long des collecteurs supérieur et inférieur, de l'effet le plus bas à l'effet le plus haut. Cette majeure partie de l'eau de mer entrante est 30 diminuée de portions successives prélevées par les distributeurs 26 et amenées aux effets respectifs. Chacune de ces portions s'étale sur le faisceau de tubes 28 affecté à son effet et descend par les tubes 30 correspondants dans la chambre à saumure 48 de cet effet. 35 L'agent de chauffage tel que de la- vapeur d'eau amenée à la coquille 10 depuis une source extérieure 53 indiquée sur la figure 4 entre dans la chambre à vapeur ! 6909992 3 2005387 mer et se condense à l'extérieur des tubes et se rassemble au. dessus du faisceau 32. Le collecteur inférieur 22 présente une cloison horizontale 42 qui le sépare du fond de la coquille pour former, en dessous, un compartiment à distillât 44. Le 5 sommet du collecteur inférieur 22 possède une ouverture de vidange qui mène à un tuyau 46 passant à travers et en dessous de la cloison 42 pour arriver dans le compartiment à distillât 44 d'où le distillât se rend à la sortie 551 indiquée sur la figure 4, en tant que produit du processus. 10 L'eau de mer chauffée passe en dessous du faisceau de tubes 32 pour arriver dans une chambre à saumure 48. Les vapeurs qui montent de l'eau de mer chauffée dans la chambre passent dessus ainsi que sous le fond de la cloison 12 qui se termine avant le\ fond de la coquille, formant un rebord descen-15 dant ou déversoir inversé 50. Ensuite, les vapeurs montantes passent par dessus le sommet d'un déversoir de chambre de vaporisation 52 pour arriver à la chambre à vapeur suivante 40 afin de chauffer l'eau de mer qui se trouve dans les tubes 30 de celle-ci. Le bas du déversoir 52 forme un déversoir inversé 54 20 sous lequel le concentré passe pour arriver au fond de la chambre à saumure au dessous du faisceau de tubes 30 de l'effet suivant, et ainsi de suite jusqu'à la sortie 57 indiquée sur la figure 4, de manière à constituer le produit du processus. La vapeur venant d'une source extérieure et introduite 25 dans la chambre 40 s'y condense entièrement, ce qui fait qu'il ne sort pas- de vapeur de cette chambre. Toutefois, l'eau de mer chauffée qui se trouve dans la chambre à saumure 48 se vaporise en vapeur d'eau qui passe par dessus le déversoir 52 pour se condenser sur les tubes 30 de l'effet suivant. Ainsi, l'eau de 30 mer est chauffée à chaque effet par de la vapeur formée par vaporisation de la saumure chauffée à l'effet précédent. 6909992 4 2005387 - EEVENDICATIONB - 1) Procédé d'évaporation à effet multiple caractérisé par le fait que l'on fait passer du liquide à évaporer d'un effet à basse température à un effet suivant à plus haute tem- 5 pérature, que l'on distribue des portions successives du liquide sur les effets successifs, que l'on amène de la vapeur d'eau à l'effet supérieur, en relation indirecte d'échange de chaleur avec la portion de liquide qui s'y trouve, de manière à vaporiser partiellement celle-ci tout en y condensant complètement la 10 vapeur d'eau et que l'on fait arriver à l'effet inférieur la vapeur provenant de la vaporisation de ladiie portion dans l'effet supérieur, en relation indirecte d'échange de chaleur avec la portion précédente de liquide qui y a été distribuée. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par 15 le fait que l'on fait suivre au liquide à évaporer un parcours sinueux, de l'effet inférieur à l'effet supérieur, et qu'on le distribue en partant de celui-ci. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 1'on recueille le produit de condensation donné par 20 la vapeur dans l'effet supérieur et qui constitue une partie du " produit du procédé. 4-) Procédé selon la revendication 3i caractérisé par le fait que la vapeur amenée à l'effet inférieur est en relation indirecte d'échange de chaleur avec une autre portion du liquide 25 qui se condense pour former un produit de condensation et que l'on recueille celui-ci avec le produit donné par la condensation de la vapeur à l'effet supérieur, pour former un produit du procédé. 5) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par 30 le fait que la vapeur amenée à l'effet supérieur provient d'une source extérieure. 6) Procédé selon la revendication 5» caractérisé par le fait que la portion de liquide soumise à de la vapeur venant d'une source extérieure dans l'effet supérieur a été préchauffée 35 dans un effet inférieur précédent. 7) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la portion partiellement vaporisée laisse un concentré non vaporisé que l'on recueille par gravité avec le concentré 6909992 5 2005387 des autres effets respectifs , en. tant que produit du procédé. 8) Appareil d'évaporation à effet multiple caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant de faire passer du liquide à évaporer d'un effet inférieur à un effet supérieur 5 suivant, des moyens permettant de distribuer des portions successives du liquide aux effets suivants respectifs, des moyens propres à amener de la vapeur à l'effet supérieur en relation indirecte d'échange de chaleur avec la portion de liquide qui s'y trouve de manière à vaporiser partiellement celle-ci tout 10 en condensant complètement la vapeur qui s'y trouve, et des moyens permettant de faire arriver à l'effet inférieur la vapeur formée par vaporisation de la portion mentionnée dans l'effet supérieur, en relation indirecte d'échange de chaleur avec la portion de liquide distribuée à cet effet inférieur. 15 9) Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une coquille extérieure munie de clàisons qui la divisent en chambres d'effet respectives. 10) Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend un collecteur d'entrée de liquide 20 à évaporer et des distributeurs successifs reliés au collecteur d'entrée de manière à amener successivement des portions séparées du liquide aux chambres respectives. 11) Evaporateur à effet multiple caractérisé par le fait qu'il comprend : une coquille; des cloisons transversales 25 divisant la coquille en chambres d'effet successives; des collecteurs supérieur et inférieur traversant longitudinalement les cloisons et divisés en tronçons successifs; des tubes prévus dans chaque effet, situés entre les collecteurs et entre les cloisons de manière à faire suivre au liquide entrant un par-30 cours sinueux le long des tronçons successifs et à travers les chambres d'effet; des distributeurs latéraux partant du collecteur supérieur et aboutissant aux effets respectifs, et des moyens permettant de faire passer de la vapeur de chaque chambre d'effet précédente à haute température à une chambre d'effet 35 suivante à plus basse température. 12) Evaporateur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les cloisons transversales présentent des ouvertures respectives à travers lesquelles de la vapeur venant 6909992 6 2005387 de chaque chambre d'effet précédente se rend à la chambre d'effet suivante. 13) Evaporateur selon la revendication 11, caractérisé par le'fait que chacune des chambres d'effet séparées 5 comprend un faisceau supérieur de tubes, une chambre d'alimentation située au dessus de ce faisceau, une chambre à vapeur située en dessous du faisceau et une chambre à saumure située en dessous de la chambre à vapeur. 14) Evaporateur à effet multiple selon la revendica-10 tion 13» en combinaison avec un conduit à produit de condensation relié au fond de chacune des chambres à vapeur, les chambres à saumure étant reliées en série.