Brevet FR2334627A1 — publié le 19770708

la présente invention concerne le problème de l'obtention d'eau douce à partir de L'eau de mer par un procédé nouveau de dessalement de celle-ci. le problème de l'obtention d'eau douce est particulièrement critique dans les pays secs, possédant peu de cours d'eau. D'autre part, ce problème peut, à l'heure actuelle, devenir éventuelle ment critique dans certains pays non encore concernes, par suite de la menace croissante de pollution des nappes phréatiques La possibilité d'obtenir de l'eau douce à partir d'eau de mer a déjà été étudiée : on connatt actuellement divers procédés de dessalement de 11eau de mer, consistant à distiller celle-ci, et-à récupérer de la sorte une eau entièrement aébarrassée de sel. Cependant, les dépotes de sel importants invé@itablement obtenus lors de la distillation, sont extrement corrosif. Par conséquent, les installations permettant de réaliser ce procédé connu de dessalement de l'eau de mer sont fort compliquées et extrê- mement conteuses. D'autre part, les gaz dégagés par les combustibles utilises pour élever la température initiale de l'eau de mer, polluent de façon importante l'eau environnant ces instilations. La présente invention permet zenpallier ces inconvénients par l'utilisation d'un procédé entièrement nouveau de dessalement de l'eau de mer, basé sur le principe de la cristallisation de celle-ci. La présente invention se rapporte en outre à un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement, le procédé de dessalement de l'eau de mer de la prdsente invention consiste - à refroidir de l'eau de mer de façon à former des nzilet- tes de glace, - à accumuler lesdites paillettes pour valser une couche de glace, - à éliminer le sel desdites paillettes de glace en les arrosant avec de l'eau douce de façon à dissoudre ledit sel se trouvant au moins à la partie supérieure de la couche de glace, - à racler ladite partie supérieure de a couche de glace pour évacuer lesdites paillettes ainsi dépourvues de sel, et - à traiter ces dernières pour obtenir de l'eau pure. Ce procédé permet d'obtenir une eau débarrasse de sel ou d'autres impuretés, sans provoquer de dépôt corrosif de particules de sel. La mise en oeuvre du procédé de la présente invention, s'ef- fectue à l'aide d'un dispositif comprenant au moins une cuve munie à sa partie supérieure d'une rampe d'arrosage, de moyens de raclage des paillettes de glace et de moyens d'évacuation des cristaux d'eau pure. L'invention sera mieux comprise, et ses objectifs, caractéristiques, détails et avantages apparattront plus clairement à la lecture de la description ezplicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemi ples non limitatifs illustrant divers modes de réalisatinn spécifiques actuellement préférés de llinventinn et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une installation permettant la mise en oeuvre du procédé de la présente in vention, où certaines unités illustrent un mode de réalisation pré féré de la presente invention. - la figure 2 est une vue en coupe animale d'une unité de refroidissement de l'eau de mer, ou station frigorifique, selon un mode de réalisation préféré, et - la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'un autre mode de réalisation de la station fligorifique précitée. Belon un mode de réalisation préféré de a présente invention, représenté par la vue d'ensemb'e de la figure l, l'eau salée est tout d'abord pompée dans la mer par une pompe P1 ; liteau de mer est ensuite amenée à traverser deux unités de filtration 1 et 2 avant d'8tre acheminée par l'intermédiaire d'une pompe P2 à un premier échangeur de chaleur 3 ; de là, elle parvient à un réservoir de stockage 4 muni d'un agitateur# 4a et d'une pompe à vide P4 ; ensuite, elle parvient à une station frigorifique 5 d'où elle passe, à ltétz de paillettes de glace et d'eau salée froide à une cuve 6 dans cette cuve, steffectue à proprement parler la séparation de l'eau douce à partir de liteau salée ; dans ce but, la cuve est équipée d'une rampe arrosage a, de moyens de raclage des paillettes de glace 6b et de moyens 7 d'évacuation des cristaux d'eau pure. Par ces moyens d'évacuation 7, les cristaux parv#ennent à des réservoirs 8 et 9 od s'effectue progressivement la transformation de la glace en eau pure ou dessalée. Dans le réservoir 4, au moyen de l'agitateur 4a m*;er rotation par un moteur 4b, et de la pompe à vide P4, on évacue l'air contenu dans l'eau de mer par agitation et pompage sous vide. De la station frigorifiue 5, l'eau salée ressort à une température très basse, et transporte jusqu'à la cuve 6 des paillettes de glace obtenues dans ladite station. Dans la cuve 6, les paillettes de glace se sont accumulées au dessus de I 'eau salée 10 pour former une couche de glace 11. La partie supérieure de cette couche de glace reçoit l'eau douce issue de la rampe d'arrosage 6a : les cristaux de sel se trouvant dans cette couche de glace 11 sont ainsi conduits à se dissoudre dans liteau douce, et cette eau, devenue alors salée, vient se mélanger à la couche d'eau 10 ; en raclant la partie supérieure de la couche de glace à l'aide du couteau rotatif 6b ma par le moteur 6c, on peut évacuer les paillettes de glace dépourvues de sel se trouvant à cette partie supérieure. les eaux usées froides 10 sont recyclées par l'intermédiaire de la conduite 12 à l'échangeur de chaleur 3, pour y servir d'agent réfrigérant. D'autre part, la cuve 6 est munie d'un by-pass 13 pour le contre de la pression dans la cuve 6, relié par une pompe 13 au réservoir 4 de stockage et de dégazage de l'eau de mer. les moyens d'évacuation 7 iont constitués par une rampe ou analogue équipée d'un dispositif permettant l'avance des cristaux à l'intérieur de cette rampe : dans le cas présent, ce dispos tif peuthonsister en une soufflerie d'air 7a : cet air étant à la température ambiante, ou à une température plus élevée, permet un début de fusion des cristaux d'eau pure, ce qui facilititeur avar- ce à l'intérieur des moyens d'évacuation 7. Il est bien évident qutil est possible d'ajouter toutes scrtes de perfectionnements au dispositif ci-dessus;: ainsi, à la station de pompage P1 de l'eau dans la mer, les tuyaux aspirant l'eau de mer peuvent plonger dans au moins un bac pourvu de gril- les amovibles et nettoyables, pour éviter l'entraixiement de corps solides animaux, végétaux ou minéraux, se trouvant dans cet élément. On peut également intercaler, avant les filtres 1 et 2, un puits de décantation de l'eau de mer. D'autre part, les filtres peuvent également être utilisés pour déminéraliser ou dessaler l'eau de mer, et peuvent être par exemple constitués, dans ce dernier but, par des plaques de liège. les systèmes d'agitation du réservoir 4 peuvent entre de tous types connus ; il en est de même pour les moyens d'arrosage et les moyens de raclage de la cuve 6. En outre, les moyens servant à l'avance des cristaux d'eau pure dans la rampe d'évacuation 7 jusqu'aulx réservoirs 8 et 9 peuvent également consister en des balais, ou autres moyens mécaniques aptes à remplir cet usage. les cuves 8 et 9 peuvent également être équipées d'une centrifugeuse pour faire descendre les cristaux à la température ambiante. En outre, il est possible d'utiliser en série, dans l'installation qui vient d'être décrite, une pluralité de cuves de dessalement, telles que 6. les figures: 2 et 3 illustrent deux modes de réalisation possibles de la station frigorifique 5, effectuant le refroidissement final de l'eau de mer et sa transformation au moins partielle en paillettes de glace. Cette station frigorifique est munie d'un système de refroidissement extérieur des parois à l'aide d'un agent réfrigérant, et d'un système de raclage interne desdites parois. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 2, cette transformation s'effectue à l'aide d'un agent réfrigérant, tel que du fréon, amené au contact des parois extérieures de la station frigorifique 5 par un serpentin 5c. D'eau de mer provenant du réservoir 4 de stockage et de dégazage par l'intermédiaire de la conduite Sa parvient dans la station frigorifique, et se transforme en glace au contact des parois de celle-ci ; un dispositif 5b, constitué dans le cas de la figure 2 par une vis sans fin, vient racler cette couche de glace sur les parois, et l'aide à progresser en direction de la cuve 6. Bien entendu, le dispositif de raclage 5b peut également être constitué par n'importe quel moyen approprié pour racler les parois d'un récipient; ainsi, dans la figure 3, ce moyen de raclage est constitué par un arbre 15 équipé de bras 16 munis à leur extrémité de lames de raclage t7 7 Il est à noter qu'on peut monter en parallèle plusieurs lignes de l# installation représentée sur la figure 1, par exemple quatre lignes : il est possible d'utiliser alternativement ces lignes, par exemple trois lignes travaillant, tandis que la quatrième serait arratée de façon à être par exemple vérifiée ou éventuellement remise en état. Bien entendu, ltinvention nteG nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S =========================== 1. Procédé de bessale#t de l'eau de mer caractérisé en ce qu'il consiste - à refroidir de l'eau de mer de façon à former des paillettes de glace, - à accumuler lesdites paillettes pour réaliser une couche de glace, - à éliminer le sel desdites paillettes de glace en les arrosant avec de liteau douce de façon à dissoudre ledit sel se trouvant au moins à la partie supérieure de la couche de glace, - à racler ladite partie supérieure de la couche de glace pour évacuer lesdites paillettes ainsi dépourvues de sel, et - à traiter ces dernières pour obtenir de l'eau pure. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la couche de glace précitée surnage à la surface d'une couche d'eau salée froide. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'eau salée froide se trouvant sous la couche de glace est recyclée pour provoquer le refroidissement de l'eau de mer. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on évacue et on réchauffe éventuellement les paillettes dépourvues de sel par un courant d'air chaud. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'avant l'élimination du sel des paillettes de glace, on abaisse la température de l'eau salée par échange thermique, et on évacue l'air contenu dans ladite eau par agitation et pompage sous vide. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cuve munie à sa partie supérieure d'une rampe d'arrosage, de moyens de raclage des paillettes de glace et de moyens d'évacua- tion des cristaux d'eau pure. 7. Dispositif selon la revendieation 6, caractérisé en ce que les moyens de raclage sont constitués par un couteau rotatif. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation précités sont constitués par une rampe ou analogue équipée d'un dispositif de soufflage d'air. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la cuve précitée est munie d'un système de recyclage des eaux usées permettant le refroidissement de l'eau de mer. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la cuve précitée est munie d'un by-pass, pour le contrôle de la pression dans la cuve, relié à un réservoir de stockage et de dégazage de liteau de mer. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont de la cuve précitée, au moins un filtre, un échangeur de chaleur agissant comme premier refroidisseur et une station frigorifique. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le filtre précité est constitué par des plaques de liège. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la station frigorifique est munie d'un système de refroidissement extérieur des parois à l'aide d'un agent réfrigérant1 et d'un système de raclage interne desdites parois. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système de raclage précité est constitué par une vis sans fin ou un arbre pourvu de bras équipés de lames de raclage. 15. Eau douce obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.