Brevet FR2174677A1 — publié le 19731019

La présente invention a pour objet un procédé de prévention contre le tartre et la corrosion dans une usine de dessalement de l'eau de mer. On sait que parmi les nombreux problèmes rencontrés dans l'exploitation d'une usine de dessalement, l'un des plus gênants est la corrosion (due en grande partie à l'oxygène présent dans l'eau de mer) ainsi que la formation des tartres alcalins (produite par l'élévation de température que subit l'eau), qui attaquent les différents dispositifs utilisés et diminuent l'efficacitede l'us ne (mauvais échanges thermiques). De nombreux procédés ont été essayés pour éviter ces inconvénients. L'un de ces procédés consiste à adoucir l'eau de mer, c'est-à-dire l'appauvrir en calcium et magnésium par passage sur des résines cationiques. Mais ce procédé est d'un prix de revient élevé. On a également essayé d'éviter l'entartrage par introduction de germes cristallins, sur lesquels se précipitent les cristaux en formation. Mais les quantités importantes de germes véhiculés ainsi transportées risquent d'être broyées par les pompes de l'appareil, peuvent entrainer des bouchages et présentent des difficultés de décantation, On peut également injecter à faible dose dans l'eau de mer un produit tartrifuge inhibiteur de croissance cristalline. Ce tartrifuge se fixe sur les germes de cristaux en formation et les empêche de se développer. Cependant, bien qu'ils évitent la formation de dépôts durs bien cristallisés, les produits tartrifuges n'empêchent pas la formation de boues plus ou moins épaisses, qui peuvent présenter des résistances thermiques importantes et, par conséquent, être gênantes. D'autre part, les tartrifuges les plus efficaces sont les polyphosphates; malheureusement ils s'hydrolysent rapidement à une température supérieure à 900 C et, par conséquent, limitent à cette valeur la température de tête de nombreuses installations. Or, les nouveaux produits tartrifuges, résistant mieux à la chaleur que les polyphosphates, sont beaucoup moins efficaces. Un des procédés les plus employés pour empêcher la formation de tartres est le procédé dit à contrôle du pH ". Selon ce procédé, on acidifie l'eau de mer par l'acide sulfurique en quantité suffisante pour que la réaction: 2 dCO3 + H SO4 2C92 + 2H2O + SO, -- soit totale. Comme cette réaction est en fait équilibrée, on est obligé de dégazer l'eau de mer pour éliminer le gaz carbonique et obtenir un pH neutre. Ce procédé permet d'éliminer presque tous les carbonates. Cependant, le dispositif employé doit comporter une tour de dégazage et une chaîne de régulation du pH de la solution; le contrle de cette channe de régulation doit être très précis: en effet, si le pH est inférieur à 7 il y a corrosion; si le pH est supérieur à 7,5 il se forme des tartres calco-magnésiens complexes. Le procédé décrit dans le brevet américain 3 218 241 du 16.11.65 apporte une amélioration intéressante au procédé "à contrôle du pH" en ce sens que l'on remplace l'acide sulfurique par le gaz carbonique. Le gaz carbonique étant un acide faible, le pH de la solution ne peut descendre au-dessous de 7,5 et le risque de corrosion est écarté. De plus, on peut récupérer le gaz carbonique par detente et dégazage de l'eau de mer dans la chambre la plus chaude. Mais on est obligé d'utiliser un ventilateur pour assurer la circulation du gaz carbonique ainsi qu'une colonne à garnissage pour éliminer le carbonate de calcium qui précipite au moment de la descente de la solution surpressee. Le procédé, objet de l'invention, pallie les inconvénients rappelés ci-dessus, notamment en ce qu'il permet d'obtenir de bons résultats tout en utilisant un dispositif simple, d'un prix de revient peu élevé. Ce procédé se caractérise notamment en ce que l'on injecte dans l'eau de mer, avant son entrée dans les unités de distillation, un acidificateur constitué par un composé choisi dans le groupe comprenant l'anhydride sulfureux, les sulfites, les bisulfites. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, on peut également utiliser un mélange de ces acidificateurs. L'acidificateur est ajouté dans des proportions telles que le pH soit voisin de 7 et l'oxygène contenu dans l'eau de mer soit totalement détruit. En effet, l'acidificateur selon l'invention, étant fortement réducteur, désoxygène l'eau de mer. Il diminue donc fortement les risques de corrosion. L'eau de mer ainsi acidifiée traverse tous les faisceaux tubulaires de la ligne de distillation de l'eau de mer, puis le réchauffeur, et se détend dans la chambre la plus chaude. On peut éventuellement éviter les dépôts de carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium se produisant dans la saumure en injectant une faible quantité -(0,2 ppm environ) de tartrifuge dans la solution après son passage dans le réchauffeur, et juste avant sa détente. Une dose d'anhydride sulfureux de 30 mg/litre d'eau de mer détruit la totalité de l'oxygène de l'eau de mer et amène le pu à 6. On peut réajuster le pH à 7 par addition de soude et éviter ainsi une éventuelle corrosion acide. On peut également utiliser un mélange d'anhydride sulfureux et de sulfite de sodium (par exemple 20 mg de 502 et 20 mg de sulfite de sodium par litre d'eau de mer) de façon à détruire la totalité de l'oxygène sans descendre le pH audessous de 7. Bien entendu, ces exemples n'ont aucun caractère limitatif vis-à-vis de l'invention. Le procédé conforme à l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux procédés connus jusqu'à ce jour. En effet, dans ce procédé, il suffit d'une faible acidification dans l'eau de mer constamment surpressée (20 % de la dose employée dans les procédés actuels) pour éviter les dépots salins de carbonates et de magnésie, et ceci jusqu a une tempéra- ture de 1350C. De plus, le procédé entraînant la destruction complète de l'oxygène contenu dans l'eau de mer et diminuant ainsi considérablement les risques de corrosion, on peut utiliser, pour constituer les condenseurs, des tubes en matériau peu coateux, notamment ferreux, et diminuer ainsi sensiblement le prix d'installation de l'usine de dessalement. D'autre part, tout l'oxygène étant détruit chimiquement, iil n'est pas nécessaire de réguler le pH avec précision car la corrosion acide est négligeable, et il est possible de supprimer le dégazage préalable de la solution d'alimentation. Le procédé selon l'invention permet de travailler notamment en cycle direct, à une concentration#d'eau de mer voisine de 1 et avec un rendement thermo-dynamique supérieur à celui obtenu en travaillant avec un système à recyclage (gain de 5 à 15% environ sur le rendement thermo-dynamique). Lorsqu'on associe le procédé, objet de l'invention, avec un traitement tartrifuge, on évite les dépôts cristallins dans la totalité de l'installation (zones d'échanges thermiques et zones de distillation). Le procédé conforme à l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans les usines de dessalement qui utilisent le système "Flash" en cycle direct. REVENDICATIONS 10) Procédé de prévention contre le tartre et contre la corrosion dans une usine de concentration de solutions salines, caractérisé en ce que l'on injecte dans l'eau de mer, avant son entrée dans les unités de distillation, un acidificateur choisi dans le groupe constitué par l'anhydride sulfureux, les sulfites, les bisulfites. 20) Procédé de prévention contre le tartre et contre la corrosion dans une usine de dessalement de l'eau de mer, caractérisé en ce que l'on injecte dans l'eau de mer, avant son entrée dans les unités de distillation, un mélange d'acidificateurs choisis dans le groupe constitué par l'anhydride sulfureux, les sulfites, les bisulfites. 30)Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'acidificateur est ajouté dans des proportions telles que le pH de la solution soit voisin de 7 et l'oxygène contenu dans l'eau de mer soit totalement détruit. 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajuste le pH de la solution à 7 par addition de soude. 50) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on injecte de l'anhydride sulfureux à une dose de 30 mg par litre d'eau de mer. 60) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange d'acidificateurs est constitué par un mélange de 20 mg d'anhydride sulfureux et 20 mg de sulfite de sodium par litre d'eau de mer. 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on injecte du tartrifuge avant le départ de la solution.