Brevet FR2135338A1 — publié le 19721215

i 2135338 La présente invention concerne d'une manière générale un évaporateur éclair à plusieurs étages et plus particulièrement une amélioration du passage de la saumure dans cet évaporateur. Dans les évaporateurs éclair à plusieurs étages conventionnels, 5 1'évaporateur est en général divisé en une série de compartiments d'évaporation éclair par des cloisons-, et on fait passer la saumure d'un compartiment à l'autre en lui faisant traverser un orifice ménagé à la partie inférieure de la cloison. La saumure émergeant de l'orifice est orientée de telle façon qu'elle s'écoule 10 dans le sens ascendant dans un déversoir, puis est redirigée vers le bas par une plaque déflectrice et s'écoule le long de la plaque inférieure vers l'étage suivant. En général les plaques inférieures des compartiments d'évaporation éclair, placées entre le déversoir et 1'orifice/sont disposées dans le sens horizontal. 15 La saumure introduite dans le compartiment d'évaporation éclair provenant de l'étage précédent commence à s'évaporer immédiatement après sa sortie de l'orifice par suite de la différence de pression entre les étages. L'évaporation éclair se poursuit également tandis que la saumure s'écoule le long de la plaque 20 inférieure. La proportion en volume de saumure évaporésd'une part au niveau de la sortie de l'orifice, dans le passage entre cette sortie et le déversoir, et d'autre part sur la plaque inférieure dépend respectivement du débit de saumure. Autrement dit lorsque le débit de saumure est faible, le volume de saumure 25 évaporé ou le volume de vapeur obtenu par évaporation éclair, immédiatement à sa sortie de l'orifice, est supérieur au volume de saumure évaporé pendant son écoulement le long de la plaque inférieure. Toutefois, au fur et à mesure que le débit augmente> 1'évaporation éclair de saumure après qu'elle émerge de l'orifice 30 devient de plus en plus difficile, si bien qu'une quantité de saumure de plus en plus importante est transformée en vapeur par évaporation éclair au moment de son écoulement le long de la plaque inférieure. Cette tendance devient de plus en plus nette au fur et à mesure que le débit s'accroît. Dans un évaporateur 35 éclair de grande capacité, le volume de saumure lorsqu'elle s'écoule le long de la plaque inférieure devient pratiquement égale au volume évaporé lors de son otiersion de l'orifice. En général la hauteur de la saumure dans le compartiment d* évaporation éclair est de l'ordre de 400 mm, et la différence 40 de température entre les compartiments d1évaporation éclair 72 16196 2 2135338 voisins est réglée à une valeur de l'ordre de 1 à 2°C. La saumure est transformée en vapeur par évaporation éclair par suite de la différence entre les tensions de vapeur dans les étages voisins ou compartiments d'évaporation éclair voisins,qui est due à la 5 différence des températures entre ces étages. La différence entre les tensions de vapeur est, lorsque la différence des températures est de 2°C, de 1316 mm en colonne d'eau à 120°C, de 760 mm à 100°C, de 404 mm à 80°C, de 84 mm à 40°C et de 52 mm à 30°C. La saumure est évaporée par évaporation éclair en une quantité correspondant ! 10 à ces différences de pression. Toutefois, comme décrit ci-dessus, ia hauteur de la saumure qui s'écoule sur la plaque inférieure est de l'ordre de 400 mm, si bien que 1'évaporation éclair correspondant à la pression équivalente à la hauteur de la saumure se trouve éliminée. Donc la partie de la saumure ayant encore 15 avec sn vapeur une différence de température telle que le système n'est pas en équilibre, passe dans l'étage ou compartiment suivant. Ainsi 1'évaporation se trouve abaissée de façon efficace. La présente invention est réalisée de façon à venir à bout des problèmes précités et d'autres problèmes qui se posaient dans 20 le Cas des évaporateurs éclair conventionnels et elle a pour ! principal objet de fournir un évaporateur éclair amélioré à j plusieurs étages qui puisse faciliter 1'évaporation éclair de } saumure dans des compartiments d'évaporation éclair de telle sorte j qu'on puisse- améliorer nettement le taux d'enrichissement de la 25 solution de sel marin. Un autre objet de la présente invention est de fournir un é/aporatour éclair amélioré à plusieurs étages dont les compartiments voisins peuvent être rendus étanches les uns par rapport aux autres. 30 On peut réaliser les objets précités et d'autres objets de la présente invention en diminuant la hauteur de la saumure s'écoulant sur les plaques inférieures dans les compartiments d'évaporation éclair, en se basant sur le fait observé que le problème mentionné plus haut, autrement dit le défaut des 35 évaporateurs éclair à plusieurs étages de la technique antérieure, provient de la hauteur trop importante de la saumure qui s'écoule. En résumé, un évaporateur éclair à plusieurs étages selon la présente invention du type tel que 1'évaporateur éclair est divisé en une série de compartiments d'évaporation éclair appelés 40 étages, par des cloisons, est caractérisé en ce que le passage COPY 72 16196 3 213533& d* écoulement de la saumure dans chacun des compartiments d'évaporation éclair a au moins une de ses parties inclinée de façon à ce que l'entrée vers ledit passage d'écoulement de la saumure soit plus élevée que sa sortie. 5 On va maintenant décrire brièvement les dessins ; La Figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation préféré d'un évaporateur éclair à plusieurs étages selon la présente invention ; La Figure 2 est un graphique qui illustre la courbe de 10 distribution des températures de 1'évaporateur éclair de la technique antérieure ; et . La Figure 3 est un graphique qui illustre la courbe de distribution des températures de 1'évaporateur éclair à plusieurs étages selon la présente invention. 15 Reportons nous à la Figure 1 : on y voit représenté un évaporateur éclair qui représente le mode de réalisation préféré de la présente invention. Cet évaporateur éclair est généralement repéré par le nombre 100 et il est divisé en compartiments d'évaporation éclair 1,2,3,4 et 5 par des cloisons 20 11,12,13 et 14 à la partie inférieure desquelles se trouvent disposés des orifices 32,33,34 et 35. Des déversoirs 41,42,43,44 et 45 sont placés à l'entrée d'un tuyau de saumure sortant d'un réchauffeur de saumure 71 et pénétrant dans 1"évaporateur éclair 100 ; aux sorties des orifices 32,33,34 et 35, des plaques 25 déflectrices 21,22,23,24 et 25 sont fixées à la paroi gauche du récipient 100 et aux cloisons 11,12,13, et 14 de façon à être placées au-dessus des déversoirs correspondants 41, 42, 43, 44 et 45. Les plaques inférieures 51, 52, 53, 54 et 55 des compartiments d'évaporation éclair 1 à 5 relient lé bord latéral supérieur 30 des déversoirs 41 à 45 et le bord latéral!inférieur des orifices 32 à 35 avec la paroi latérale droite des compartiments d'évaporation éclair 1 à 5. Toutefois, ces plaques inférieures inclinées 51 à 55 ne sont pas nécessairement placées comme décrit ci-dessus, mais peuvent être placées de telle sorte qu'une partie seulement 35 du passage d'écoulement de la saumure puisse être inclinée ou en pente. Les compartiments d'évaporation éclair appelés encore étages 1, 2, 3, 4 et 5 sont maintenus à de faibles pressions échelonnées dans l'ordre mentionné grâce à un système d'extraction à la vapeur 40 d'eau (non représenté) et à des températures différentes. La saumure Copy 72 16196 4 2135338 qui a été réchauffée#lors de son écoulement dans un tube de refroidissement ou de condensation 72 , au moyen du réchauffeur de saumure 71 est alors introduite dans le compartiment d'évaporation éclair 1 ou étage 1. 5 Etant donné que les plaques inférieures 51 à 55 sont inclinées comme décrit plus haut, la vitesse d'écoulement de la saumure sur les plaques inférieures est accélérée par la gravité si bien que la hauteur d'écoulement de la saumure sur les plaques inférieures 51 à 55 s'affaiblit. Selon la présente invert ion, on peut multiplier 10 le débit de saumure par 10 ou plus par rapport au débit dans les évaporateurséfelairs conventionnels. En d'autres termes, la hauteur de la saumure s'écoulant sur les plaques inférieures 51, 52, 53, 54 et 55 peut être rendue égale au dizième ou moins de celle des évaporateurs éclairs conventionnels. Ainsi par exemple la hauteur 15 de la saumure s1écoulant peut être rendue égale à moins de 50 mm. La présente invention est en outre décrite plus en détail avec référence à l'écoulement de la saumure et à 1'évaporation dans le compartiment d'évaporation éclair 2. Lorsque la saumure s'écoule sur le déversoir 42 après avoir traversé l'orifice 32, 20 environ la moitié du volume de la saumure à vaporiser ou à transformer en vapeur par évaporation éclair dans ce compartiment par suite de la différence de pression entre les compartiments voisins est transformée en vapeur et est réorientée vers le bas par la plaque déflectrice 22. La vapeur s'élève tandis que la 25 saumure s'écoule le long de la plaque inférieure 52 bien qu'une partie de la saumure soit évaporée. La saumure atteint un réservoir de saumure 62 et est introduite dans le compartiment suivant 3 par l'orifice 33. Etant donné que la hauteur de la saumure s'écoulant sur la plaque inférieure 52 est très faible (couche mince), 30 llévaporation éclair de la saumure ne risque pas d'être altérée par la pression de la saïamure elle-même. L'évaporation de la saumure n'est pas altérée par la vitesse d'écoulement si bien que la vitesse d'écoulement élevée de la saumure ne risque pas d'altérer 1'évaporation. Les compartiments voisins de 1 à 5 sont 35 séparés de façon suffisamment étanche les uns des autres puisque les réservoirs de saumure 61,62,63,64 et 65 sont formés naturellement. D'après la description qui précède, on peut voir que la présente invention a pour but d'accélérer 1'évaporation éclair 40 complète de la saumure si bien que, lorsque le système n'est pas 72 16196 5 2135338 à 1'équilibre, la différence de température entre la température de la saumure et la température de la vapeur peut être réduite au minimum. On comprendra mieux ce phénomène après la description suivante avec référence aux graphiques représentés sur les 5 Figures 2 et 3. On a obtenu les graphiques des Figures 2 et 3 après avoir effectué des expériences avec un compartiment d'évaporation éclair de 1,7 m de long et de 0,2 m de large. La hauteur de la plaque déflectrice depuis la plaque inférieure est de 0,75 m. L'espacement 10 entre la cloison et le déversoir est de 0,19 m ; la vitesse d'écoulement de la saumure par largeur de compartiment est de 500 tonnes par heure et par mètre ; la température de la saumure est de 50°C ; la différence de température entre les compartiments d'évaporation éclair voisins est de 3°C ; et la hauteur de la 15 saumure est de 0,45 m. Dans la Figure 2, on voit que dans 1"évaporateur éclair conventionnel, lorsque le système n'est pas à l'équilibre, il y a une différence de température de 3-l°C entre la saumure et la vapeur et qu'un compartiment d'évaporation éclair relativement plus long est nécessaire si 20 l'on veut obtenir la différence de température minimale. Toutefois, dans le cas de 1'évaporateur éclair selon la présente invention, la différence de température, lorsque, le système n'est pas à l'équilibre, est réduit à moins de 0,5°C, comme le montre la Figure 3, et on peut obtenir cette très petite différence de 25 température en un point très voisin du déversoir. Dans les Figures 2 et 3, la courbe en pointillé représente la vapeur et la courbe en trait plein représente la saumure. Ainsi selon la présente invention, on peut effectuer l'évaporation de la saumure de façon satisfaisante au fond âa 30 compartiment d'évaporation éclair, si bien qu'on peut empêcher, lorsque le système n'est pas à l'équilibre, la saumure de s'écouler dans le compartiment d'évaporation éclair suivant . Donc, on peut obtenir un rendement élevé d'enrichissement en eau saline. En outre, selon la présente invention, la saumure peut s'écouler 35 avec une vitesse d'écoulement élevée si bien qu'on peut augmenter le volume de saumure qui circule. Ainsi on peut accroître le taux d'enrichissement. La plaque inférieure du compartiment d'évaporation éclair selon la présente invention n'est pas limitée à une plaque plate, 40 mais peut avoir une surface irrégulière ovl présenter des 72 16196 6 2135338 gradins de faible hauteur, ce qui peut augmenter le malaxage de la saumure au fond. En outre, la présente invention peut facilement être incorporée dans les évaporateurs éclair conventionnels par montage de supports triangulaires à la base des compartiments 5 d'évaporation éclair, si bien que les parties inférieures sont inclinées. 72 16196 7 2135338 REVENDICATIONS 1. Evaporateur éclair à plusieurs étages dont l'enceinte d'évaporation est divisée par des cloisons en une série de compartiments d'évaporation éclair,caractérisé en ce qu'une 5 partie au moins du couloir d'écoulement de la saumure de chacun des compartiments d*évaporation éclair est inclinée de telle façon que la saumure entre dans le couloir à un niveau plus élevé qu'elle n'en sort. 2. Evaporateur éclair à plusieurs étages selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce qu'une plaque inférieure dans chacun des compartiments d'évaporation éclair est inclinée de telle façon que la saumure y arrive à un niveau plus élevé qu'elle n'en sort. 3. Evaporateur éclair à plusieurs étages selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un réservoir de saumure est formé devant 15 un orifice reliant les compartiments d1évaporation éclair voisins. COPY