Brevet FR2329318A1 — publié le 19770527

La présente invention se rapporte à un procédé pour produire un distillat pur, en particulier pour décontaminer des eaux résiduaires radioactives par une vaporisation sous une pression réduite, dans lequel l'eau est soumise à d'autres étapes de traitement et est ensuite condensée. Les eaux résiduaires émanant des centrales nucléaires, par exemple, ne doivent etre relâchée dans les eaux naturelles ou dans les circuits d'égouts qu'après avoir subi de nombreux traitements les rendant inoffensiveS Ceci impose à ces eaux résiduaires une radioactivité résiduelle ne dépassant pas 10-7Ci/m . Les exigences imposées aux installations de traitement ont été rendues plus sévères dernièrement de sorte qu'il n'est plus permis, comme auparavant, de diminuer la radioactivité par dilution, c'est-â-dire, par une addition d'eau de refroidissement inactive. D'ailleurs, dans certains cas la solution consistant a diluer les eaux radioactives avec de l'eau inactive n'est pas possible pour la simple raison que par suite de la transformation des tecnniques, une telle eau n1 existe pas. Ainsi, les installations de traitement classiques, opérant par une vaporisation suvie d'une condensation, outre qu'elles n'ont qu'une capacité limitez, ne sont plus capables de retondre aux exigences découlant de la législation. Or, ainsi que diverses recherches#l'ont démontré, la vaporisation suivie d'une condensation doit,# etre considôree comme la méthode de traitement la plus im portante# Toutefois, un point sur lequel il faut veiller dans les trattements par vaporisation est déviter que des ôlôments étrangers ou des impuretés puissent s'échapper du vaporiseur et gagner ltins- tallation de condensation qui y fait suite.C'est ainsi que certains sels sont gônôralement entrainôs dans la section de condensation par des gouttelettes de liquide ou par des particules de brouillard. La fonction de ces installations de traitement est donc de vaporiser l'eau et de la débarrasser de toutes ses impuretés avant la condensation, impuretés qui sont principalement présentes dans la vapeur sous forme de gouttelettes, Les installations de vaporisation-anterieures pour eaux rôsiduaires radioactives, comportant une circulation naturelle ou forcée, un séparateur de vapeur aqueuse avec garniture ou une colonne de base ou encore comportant des garnitures de tissu pour l'éputation de la vapeur, ont toutes l'inconvénient d'avoir tendance à stincruster du fait des nombreuses petites ouvertures quelles comportent, à quoi s'ajoute que leur efficacité est restreinte par les facteurs physiques limitant la séparation des gouttelettes de brouillard ou de vapeur. Ainsi, tous ces procédés se révèlent plus ou moins inefficaces lorsque ltepuration de la vapeur exige l'élimination de minuscules gouttelettes de brouillard (inférieures à environ lfu) qui contiennent des impuretés.On a constaté que meme en recyclant partiellement l'eau purifiée après condensation, ou en utilisant des séparateurs de brouillard à plaques ondulées et des raclettes, ou encore en installant en amont des agglomérateurs ou bien en intercalant des rampes de jets d'arrosage pour agglomérer les particules de brouillard, il n'ôtait pas possible d'agir avec suffisamment d'efficacité sur la faible inertie de ces minuscules particules de brouillard véhiculant des impuretés pour quelles se déposent sur les parois ou sur d'autres particules de liquide. Les installations de vaporisation antérieures à plusieurs étayes, par exemple, celles comportant deux vaporisateurs à circulation forcée en série ou deux vaporiseur à circulation naturelle, auquel cas le second vaporisateur opère à une pression plus basse que le premier, ou encore les vaporiseurs à détente ou à basse pression à deux étages, sont plus efficaces que celles n'ayant qu'un seul étage Par contre, elles sont techniquement très compli quées et sont très sujettes aux pannes par entartrage. Dans la demande allemande OS 2 343 463 est décrit un procédé à deux étapes qui a le dôfaut commun à tous les procédés à plusieurs étapes, notamment celui d'une plus grande consommation de chaleur résultant de la nécessite de vaporiser l'eau deux fois. Du fait que la vapeur produite à la première étape doit être con sensée, la consommation d'eau de refroidissement est, elle aussi, augmentée Une autre particularité négative de ce procédé est qu'il exige un grand volume d'eau en circulation, ce qui est généralement indésirable quand il s'agit d'eaux contaminées. L'amélioration du bilan thermique résultant de la séparation des échangeurs de chaleur ne saurait compenser ces inconvénients. Le procédé de vaporisation à basse pression de liquides contenant des matières solides selon la demande allemande OS 2 361 236 spécifie que la vaporisation et la séparation subséquenta des liquides et des vapeurs aqueuses chargés de matières solides s'effectuent dans des régions séparées, que, en abaissant la pression ou-dessous de la pression de vapeur du liquide à refroi- dir, il se produit une vaporisation brusque et que les phases gazeuse et liquide ainsi formées sont sépares immédiatement après par cen trifugation. Ce procédé est spécialement conçu pour vaporiser à basse pression des liquides chargés de matières solides. Par contre, il ne saurait être utilisé directement pour séparer des sels radioactifs en solution. La présente invention s'est fixé pour but d'apporter un procédé pour produire un distillat pur permettant d'éliminer les in convénients ci-dessus, qui permet de débarrasser la vapeur des particules les plus infimes et, partant, d'obtenir un condensat extrê mentent pur même dans des conditions défavorables, notamment en partant d'eaux résiduaires fortement polluées. L'invention atteint ses buts en ce que la détente de l'eau chaude et ltépuration de la vapeur résultant de la détente s'effectuent dans un appareil commun et en ce que la continuation du traitement s'effectue dans = laveur à venturi dans la région de saturation de la vapeur et/ou dans un accumulateur à gravité. D'autres caractôristiques et avantages. de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annelé, dans lequel - la Figure 1 est une vue schématique d'une installation de traitement conforme à l'invention; - la Figure 2 est une coupe schématique de l'appareil commun servant a la fois à la détente et à î1'épuration; - la Figure 3 est une vue en coupe à travers le laveur à venturi; et, - la Figure 4 est une vue en coupe à travers un accumulateur à gravite. L'eau devant être vaporisée est introduite, au moyen d'une pompe de circulation 2, dans ltéchangeur de chaleur 3, ou elle est chauffée avant d'être détendue et purifiée dans l'appareil 4. La figure 2 illustre l'un des modes de réalisation possibles de l'appareil 4. Elle montre que la détente a lieu dans la partie 4' de l'appareil 4. Une partie du liquide est ainsi vaporisée, llac- côlôration résultant de la vaporisation par détente ôtant utilisée, conjointement avec l'introduction tangentielle, pour réaliser la séparation voulue. La vapeur est évacuée par un tube plongeant 5 qui descend au-dessous du niveau de l'orifice d'entree 6 L'eau à épurer entre dans le circuit de vaporisation par l'organe d'arret 1. Selon la figure 1, le traitement de l'eau se poursuit dans un laveur à venturi 7. On contrecarre la concentration des impuretés en introduisant de l'eau pure par la soupape 8 et par un débourbage 10. La vapeur épurée est liquéfiée dans le condenseur 9. Sur la figure 3, la vapeur est accélérée dans la gorge 12 du venturi du laveur 7 et des quantités d'eau relativement importantes sont introduites radialement dans ou en amont de la gorge 12 transversalement au courant de vapeur. La quantité d'eau de lavage 13 en circulation est un multiple du volume de saturation de la vapeur. L'eau de lavage 13 introduite radialement a une vitesse nettement différente de celle des particules de brouillard présentes dans la vapeur et est à même de capter les particules les plus pe-tites par contact direct. Dans le réservoir inférieur 14 du laveur 7 s'accumule l'eau de lavage avec les particules étrangères qu'alle a recueillies; cette eau est reprise par la pompe de circulation tl. La poursuite du traitement peut s'effectuer dans un accumulateur a gravité 15, l'utilisation d'une combinaison d'un tel accumulateur et d'un laveur à venturi 15 étant égalernent possible, le cas échéant. Dans l'accumulateur 15 la vapeur est dirigée vers le fond d'un réservoir rempli d'eau par plusieurs tuyaux. La vapeur issue des tuyaux se condense complètement dans la région inférieure de l'accumulateur et réchauffe l'eau qui se vaporise à nouveau a la surface par suite de la basse pression qui y règne. Les particules de brouillard sont recueillies par l'eau du fait que la condensation est totale. Ici également on -empêche que la concentration des particules étrangères devienne excessive en introduisant de l'eau pure par la soupape 8 et par une évacuation des boues en 10. R E V E N D I C A T I O N Procédé pour produire un distillat pur, en particulier, pour decontaminer des eaux résiduaires radioactives par une vaporisation sous une pression réduite, dans lequel l'eau est soumise à d'autres étapes de traitement et est ensuite condensée, caractérisé en ce qu'on effectue la détente de l'eau chaude et l'épuration de la vapeur résultant de la détente dans un appareil commun 4 et en ce qu'on exécute les traitements ultérieurs dans un laveur à venturi 7, en opérant dans la région de saturation de la vapeur, et/ou dans un accumulateur à gravité 15.