Brevet FR2471203A1 — publié le 19810619

-2471203 1.- L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la condensation en mélange dans des installatione d'évaporation à plusieurs étages, pour la concentration de - solutions contenant des sels et/ou de suspensions de solides, en particulier pour la décontamination de solutions et de sus- pensions à contamination radioactive. Dans les installations d'évaporation à plusieurs étages, les vapeurs chaudes de l'étage d'évaporation précédent peuvent se liquéfier par cocondensation à l'étage d'évaporation suivant. La chaleur transférée lors de la co- condensation est exploitée, par réduction de la pression au- dessus du liquide se trouvant en circulation forcée, pour une nouvelle évaporation. Selon le document DE-AS 2 418 o45, les vapeurs chaudes sont introduites dans le liquide à travers des surfaces perforées ou autres. L'inconvénient est ici que les condenseurs à mélange de ce type sont d'une conception coûte-use, que les surfaces perforées se colmatent facilement, causent des coups de bélier et demandent une surveillance importante. Si l'on traite des solutions dt suspensions contaminées, radioactives ces inconvénients peuvent causer des difficultés particulières. Un procédé décrit dans le document DE-OS 2 632 910 emploie des échangeurs thermiques indirects pour chaque étage. Ce mode opératoire est techniquement onéreux, coûteux, et comporte des problèmes de surveillance particuliè- rement défavorables des eaux de rejet radioactives. En conséquence, l'invention a pour objectif de' réaliser un procédé-et dispositif pour la condensation en mélange dans des installations d'évaporation à plusieurs étages, pour la concentration de solutions contenant des sels -et/ou de suspensions de solides, en particulier pour la décontamination de solutions et de suspensions à contamination radioactive, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui soit avant tout facile à surveiller, ne présente pas trop d'exigences techniques, et n'ait pas tendance à se colmater. A cet effet l'invention propose que l'on mette en oeuvre pour la cocondensation, à partir du deuxième étage, des pompes à jet ou injecteurs. L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés représentant un exemple de réalisation ou 2.- - la figure I donne un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif selon l'invention, la figure II est une représentation détaillée d'un injecteur. Le liquide à évaporer est introduit au moyen d'une conduite tubulaire 1 en passant par un préchauffeur 3, dans une cuve d'évaporation 2 du premier étage de l'évapora- teur. Une pompe de recirculation 4 ramène à nouveau le liquide en passant par l'échangeur thermique 5 et un écran d'étrangle- ment 6 dans la cuve d'évaporation 2. Une partie du liquide s'évapore lors de la détente du concentré en circulation dans le diaphragme d'étranglement 6. La quantité de vapeur de chauffage fournie à l'échangeur thermique 5 par une conduite d'alimenta- tion 7, est déterminant pour le débit de l'installation d'éva- poration. Dans le vase évaporateur 2, s'effectue la séparation des vapeurs chaudes du liquide concentré en circulation. La chaleur dégagée du condensé des vapeurs de chauffage s'écoulant par une conduite 8, réchauffe dans le préchauffeur 3 le liquide qu'amène la conduite 1. Les vapeurs chaudes du premier étage d'évaporation parviennent par une conduite 9, dans un conden- seur à mélange 10, qui se trouve sur la conduite de recircu- lation 11 d'un second étage d'évaporation. Toutes les gouttele- tes entraînées ici par les vapeurs du premier étage d'évapora- tion, sont injectées dans le circuit de concentré du deuxième: étage d'évaporation, et s'y incorporent, et ainsi les gout te- lettes du premier étage ne viennent pas souiller le distillat de l'étage suivant, par exemple par contamination radioactive. Cette injection s'effectue au moyen d'un injecteur 10 repré- sentant un condenseur mélangeur. Les pompes à jet, en tant que petits éléments compacts, sont particulièrement adaptées pour être incorporées, selon l'invention, comme condenseurs mélan- geurs, car elles constituent pratiquement une partie de la conduite de recirculation. Le volume des condenseurs mélangeurs connus jusqu'à présente, volumineux et coûteux, qui se montait par exemple pour une capacité d'évaporation de 6,5't/h, à 7 m7, se réduit dans le mode de réalisation de l'invention, pour un môme débit, à 0,1 m3, le poids du matériel se réduisant à environ 10 % des appareils antérieurs. La condensation-et mélange selon l'invention s'effectue, dans l'exemple choisi, 3 -ú.2471203 dans un injecteur, ayant une dimension théorique d'environ 300 mm et une longueur d'environ 1,5 m. On obtient ainsi une condensa- tion complète des vapeurs chaudes. Le procédé selon l'invention s'est révélé également particulièrement avantageux en ce qui concerne la facilité de montage, et la facilité- de décontami- nation, s'il s'agit d'évaporation et de décontamination d'eaux de rejet radioactives. Contrairement aux condenseurs mélangeurs connus, les installations d'évaporations à plusieurs étages, selon l'invention, peuvent être mises en route sans coups de bélier préjudiciables à l'appareillage. De ce fait, on peut également renoncer aux échangeurs de chaleur indirects-néces- saires jusqu'à présent,. L'injecteur à jet 10, fonctionnant en condenseur mélangeur est montable et démontable et peut être reliéc avec la conduite de'recirculation 11 et le diaphragme d'étranglement 17 du deuxième étage d'évaporation, ainsi qu'avec la conduite 9 de l'amenée de vapeurs, au moyen de brides 12. Entre l'injecteur 10 et la conduite' 9,amenant les vapeurs chau- des, se trouve intercalé un robinet d'arrêt 13. Il est avanta- geux de prévoir d'autres dispositifs d'arrêt entre l'injecteur 10 et le diaphragme détranglement 17 adapté au circuit, et à la conduite de circulation 11. Ainsi l'injecteur 10 peut être échangé rapidement et sans danger. En raison de la petitesse de la surface extérieure on à l'avantage de ne constater que de faibles pertes de chaleurx.. Par l'intégration de l'injecteur 10, représentant le condensateur mélangeur dans le circuit 11, la construction est simplifiée du point de vue de la dilatation thermique. Le deuxième et éventuellement les autres étages d'évaporation, munis selon l'invention chacun d'un injecteur 10 fonctionnant comme condensateur mélangeur, travail- lent selon le même principe que le premier étage d'évaporation, c'est-àdire que le liquide retourne, en circulation forcée, du vase d'évaporation 14, au moyen de la pompe de recirculation , à l'injecteur 10. Les vapeurs chaudes sont conduites par des conduites à vapeur 16, selon le cas', à l'étage suivant, ou a un retraitement ultérieur de la façon connue. Le concentré du premier étage d'évapora- tion est évacué par la conduite 18. La décantation du deuxième étage et des suivants se fait par les conduites 19. 4.- REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la condensation en mélange dans des installations d'évaporation à plusieurs étages', pour la concentration de solutions contenant des sels et/ou de suspensions de solides, en particulier pour la décontami- nation de solutions et de suspensions à contamination radio- active, procédé caractérisé en ce que pour la condensation en mélange, on met en oeuvre, à partir du deuxième étage, des injecteurs ou pompes à jet (.10). 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué par un-premier étage d'évaporation comportant un préchauffeur (3), vase d'évaporation, pompe de recirculation (4)., échangeur thermique (5), un diaphrag- me d'étranglement (6), et un ou plusieurs autres-étages d'évapo- ration avec cuve d'évaporation, pompesde recirculation, diaphragme d'étranglement, conduites et-condensateurs mélangeurs, dispositif caractérisé en ce que dans les autres étages d'éva- poration, les condensateurs mélangeurs sont constitu6s par des injecteurs (10). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'injecteur (10) communique avec la conduite (9) de vapeurs chaudes par l'intermédiaire d'un robinet d'arrêt (13). : on