Brevet FR2178804A1 — publié le 19731116

La présente invention se rapporte en général à un perfectionnement du cycle des évaporateurs à multiples effets et à contre-courant, et plus particulièrement à l'amélioration des procédés de distillation ou de concentration d'une solution. Dans les installations d'évaporation de ce genre traitant notamment des solutions incrustantes, la solution de saumure est introduite a contre-courant pour aller de l'effet le plus froid vers l'effet le plus chaud et le plus souvent avec un recyclage à chaque effet. Dans ce cas, l'évaporateur de chaque effet évapore et recycle partiellement une partie de la solution. Une autre partie de la solution est dirigée vers l'évaporateur amont à effet plus chaud en passant par un réchauffeur, alimenté par la vapeur à traiter allant en sens inverse d'effet è effet, vers l'effet le plus froid. Dans certaines installations, les réchauffeurs sont du type à mélange, ce qui implique que la vapeur allant d'un effet chaud à un effet plus froid se remélange par contact avec la solution circulant à contre-courant et il en résulte une modification de la concentration de la solution. Afin d'éviter un mélange préjudiciable à la qualité des produits obtenus dans l'installation, on fait également usage de réchauffeurs à surface d'échange multitubulaire. Dans ce dernier cas, il faut disposer d'une production de vapeur de chauffe supplémentaire pour alimenter les réchauffeurs, ce qui élève encore le coût de la production. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant une économie dans la construction d'une installation et en augmentant son rendement. Elle consiste essentiellement dans l'amélioration des procédés de distillation ou de concentration d'eau impure ou d'une solution, remarquable en ce que l'on fait un prélèvement d'une partie de la solution contenue dans le volume inférieur de chaque corps d'évaporation pour l'injecter directement dans le volume supérieur du corps d'évaporation amont précédent où elle se réchauffe avant d'entre vaporisée. Dans une variante de l'invention,-une partie seulement du prélèvement est injectée dans le corps d'évaporation amont précédent,l'autre partie dudit prélèvement étant recyclée dans le volume supérieur du corps-d-'évaporation dont elle provient. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des dessins annexés, lesquels ne sont donnés qu'à titre d'exemple sans aucun caractère limitatif. La Fig. 1 illustre un schéma d'une installation connue d'évaporation travaillant en multiples effets d'après un cas général servant à expliciter le procédé suivant l'invention; La Fig. 2 est un schéma de principe du perfectionnement suivant l'invention; La Fig. 3 est un autre schéma du perfectionnement suivant l'invention. Sur la Fig. 1, I est une installation d'évaporation à multiples effets comportant de façon connue des corps d'évaporation E1, E2, ... En. Le premier corps E1 est chauffé par de la E11 E21 n 1 vapeur de chauffe (circuit Ve - Vs) de façon à produire l'évaporation partielle de la solution à traiter. La solution vaporisée produite passe ensuite à l'effet E2 ou elle se condense en produisant une égale quantité de vapeur et ainsi de suite jusqu'à l'effet plus froid (corps d'Xvaporation En) en abandonnant proaressivement ses calories suivant le circuit E1 - al, E2 - a2 ... En - an. Les solutions C1, C21 ... Cn sont recueillies dans les volumes inférieurs des corps d'évaporation lesquels communiquent entre eux par des-circuits tl, t2, ... tn (canaux de section convenable). Elles sont recyclées partiellement et respectivement dans les volumes supérieurs des corps d'évaporation correspondants par les circuits S1, S2, Sn. Sn. Une partie de ces solutions remonte d'un effet plus froid vers un effet plus chaud par les circuits S2b, ... Snb et à travers des ré-chauffeuts R1, R21 etc.. qui peuvent etre du type à mélange ou à surface d'échange multitubulaire. La solution du premier effet n'est pas recyclée en amont. La chaleur nécessaire aux réchauffeurs est prélevée directement sur les circuits de vapeur al, a21 .-.. an par des circuits a'l, a'2 ... etc. Dans le cas de réchauffeurs à mélange, les solutions sont mélangées intimement avec la vapeur prélevée sur les circuits correspondants al, ... an, allant de l'effet le plus chaud à l'effet le plus froid. Il en résulte une perte de vapeur et une dilution de la solution concentrée. Suivant l'invention illustrée par la Fig. 2, les corps d'évaporation présentent des circuits similaires à ceux du cas général en soi connu représenté par la Fig. 1. Sur cette Fig. 2, le circuit V - V sert à chauffer le premier corps d'evaporation. e s Les circuits al, a2, ... an canalisent la vapeur d'un effet chaud à un effet plus froid, les circuit S2, ... Sn font un prélèvement de solution dans le volume inférieur d'un corps d'évaporation pour l'injecter dans le volume supérieur du corps d'évaporation amont précédent. Par exemple : S2 canalise la solution C2 vers le volume supérieur de E1, et ainsi de suite ; la solution injectée est d'abord réchauffée, puis évaporée au fur et à mesure de sa progression vers le volume inférieur de E1. Suivant un autre aspect de l'invention illustré par la Fig. 3, les circuits S2, S Sn injectent le prélèvement de n solution dans le volume supérieur du corps d'évaporation amont précédent par des branchements respectifs S2b, ... snob; S ' une partie du prélèvement de solution est dérivée par des branche ments S2a, .., S vers le volume supérieur de l'évaporateur na d'où elle provient. Dans ce cas, le corps d'évaporation E1 comporte un circuit de recyclage S1 - Sla. Dans les deux cas d'exemples, les solutions C1, C2, Cn circulent d'un effet plus chaud à un effet plus froid, par des circuits tels que tel, t2, ... t faisant communiquer entre des eux les volumes inférieurs des corps d'évaporation. Ainsi, suivant l'invention, le réchauffage de la solution et son évaporation partielle s'effectuent dans un seul et même corps d'évaporation. Il en résulte une très grande simplification de l'installation et une économie appréciable sur les frais d'investissement de celle-ci par la modification du système de réchauffage. Pour une capacité donnée de production, l'amélioration procurée par l'invention est obtenue par une majoration de surface d'environ 10% des évaporateurs contenus dans les corps d'évaporation. Le coût de cette majoration est largement inférieur à celui des ré chauffeurs et de tous les circuits associés qui sont né ces saires dans le cas général de la Fig. 1, de sorte que le rendement d'une installation suivant le perfectionnement apporté par l'invention se trouve notablement accru.