Brevet FR2495303A1 — publié le 19820604

La présente invention concerne un procédé de nettoyage des tubulures d'échangeurs de crqu lors de la fabrication d'alumine selon le procédé Bayer. Jans le cas de 13 fabrication d'alumine selon le procédé Bayer, le matériau contenant l'alumine est mélangé à une lessive de soude caustique, désagre- gé dans une colonne se composant de réchauffeurs et/ou d'autoclaves ou dans un dispositif de désagrégation, c'est-à-dire que l'alumine est extraite dudit matériau. Un dispositif de désagrégation se composant de réchauffeurs et d'autoclaves est par exemple connu par le brevet hongrois N 149.514, un dispositif de désagrégation à tubes par le brevet DT-PS N 1.920.222. Lors du chauffage de l'eau boueuse, apparaissent dans ces dispositifs sur le côté eau boueuse des tubes d'échangeurs de chaleur des dépôts de schiste, qui doivent être éliminés périodiquement. Ce nettoyage est effectué dans le cas des dispositifs se composant de réchauffeurs et d'autoclaves par mise hors service cyclique d'un autoclave ou d'une colonne complète, dans le cas des d spositifs de désagrégation à tubes par la mise hors service d'un ou de plusieurs tubes.La possibilité et le type de nettoyage sont déterminants pour le rendement du dispositif, car pour une exils tation rentable, un nettoyage fréquent est nécessaire. La composition chimique des dépôts dépend de la composition chimique du matés au contenant l'alumine, pour l'abondance des dépôts, les silicates sont déterminants à cause de la silice toujours rre- sente dans le matériau de départ. Dans les procédés décrits dans les brevets précités, les dépôts sont élimines à l'aide d'un liquide de nettoyage spécial, ce qui nécessite des dispositifs supplémentaires et et occasionne un surcroît de dépense. La présente invention a pour objet de proposer un procédé, selon lequel le rôle du liquide de nettoyage est tenu par une partie de la lessive participant au processus technologique. Selon le procédé de l'invention, avant l'introduction dans la colonne de desagregation, seule une partie de la lessive est mélangée au minéral contenant l'alumine et est chauffée sous forme d'eau boueuse, tandis qu'une autre partie de la lessive est introduite dans les tubes à nettoyer et est chauffée à la température de désagrégation conjointement avec l'eau boueuse se trouvant dans les autres tubulures. A cette température, dans un réservoir ou un tube se trouvant sous pression, l'eau boueuse et la lessive utilisée pour le nettoyage sont mélangée, le melange est laissé décanter et ensuite refroidi d'une manière en soi connue. Les tubes nettoyés sont branchés sur l'eau boueuse, et dans les tubulures présentant des dépôts, utilisés jusque là avec l'eau boueuse, la lessive servant au nettoyage est introduite et y est chauffée. L'objet de l'invention est par conséquent un procédé de- nettoyage des tubulures d'échangeurs de chaleur dans le cas de la fabrication d'alumine selon le procédé Bayer pour des dispositifs dans lesquels le matériau est échauffé dans plusieurs étages de chaleur et plusieurs courants de matériau parallèles entre eux, les courants de matériau sont réunis et encore échauffés ou réunis et maintenus à la meme température ou éventuellement après la réunion encore échauffés et maintenus à cette température. Pour le procédé selon l'invention, il est caractéristique qu'une partie des courants de matériau parallèles soit constituée par l'eau boueuse et une autre partie par une lessi ve aqueuse de soude caustique, avantageusement une lessive de désagrégation, ou soit de l'eau, et qu'on alterne cycliquement ces courants de matériau dans les échangeurs de chaleur.Le procédé peut également être mis en oeuvre, de sorte qu'avant le nettoyage des courants de matière, l'eau boueuse se trouve en phase liquide, tandis que la lessive aqueuse de soude caustique ou l'eau sont amenées sous la forme d'un mélange de phases liquide et gazeuse. L'invention est expliquée ci-apres en détail en regard des dessins annexés. Le dispositif représenté à titre d'exemple sur la Figure 1 convient pour la désagrégation de bauxites gibbsitiques. Des réservoirs 11, 12 et 13, le réservoir Il contient une lessive de désagrégation, les deux autres de l'eau boueuse avant la désagrégation. Les tubulures d'écoulement des réservoirs 11, 12 et 13 sont reliées aux tubulures d'aspiration des pompes 21, 22 et 23. Les tubulures de refoulementdde ces pompes sont en communication, par l'intermédiaire des canalisations 51, 52 et 53, avec les canalisations d'eau boueuse 41, 42 et 43 d'un premier réchauffeur 31. Les canalisations d'eau boueuse 41, 42 et 43 peuvent se composer d'une tubulure ou d'un faisceau de tubulures, dans le dernier cas les canalisations 51, 52 et 53 sont munies de dérivations appropriées. Les canalisatitns d'eau boueuse 41, 42 et 43 parcourent les réchauffeurs 31 et 32 chauffés par la vapeur de détente, les réchauffeurs 33 et 34 chauffés à la vapeur fraiche ou un autre fluide caloporteur et débouchent dans le réacteur 60, qui sert au maintien de la température. Le réacteur 60 est relié, par l'intermédiaire de la canalisation d'eau boueuse 70, aux vases d'expansion 82 et 81 montés en série, ainsi qu'au dispositif traitant ultérieurement l'eau boueuse. L'espace à vapeur des vases d'expansion 81 et 82 est relié au moyen des canalisations de vapeur de détente 91, 92, respectivement, aux chambres de chauffe des réchauffeurs 31, 32, respectivement, et à la chambre de chauffe des réchauffeurs 33 et 34 est reliée la canalisation de vapeur fraiche 100. Les chambres de chauffe des réchauffeurs 31, 32, 33 et 34 présentent des canalisations de condensation 101, 102, 103 et 104. Le procédé est mis en oeuvre de la ma mère suivante Dans les réservoirs Il et 12 est amenée de façon continue ou discontinue l'eau boueuse à désagréger à la tempErature de 900 C. Dans le réservoir 13 est amenée la lessive de désagrégation à la même température. Au moyen des pompes 21, 22 et 23, ces liquides sont continuement refoulés par l'intermédiaire des canalisations 51, 52 et 53 dans les canalisations d'eau boueuse 41, 42 et 3, od le matériau s'échauffe à 1000C dans le Echauffeur 31, et ensuite l'eau boueuse.et la lessive sont mélangées dans le réacteur 60. Le réacteur 60 est dimensionné de sorte que le matériau y pénétrant, avant de s'écouler par la canalisation d'eau boueuse 70, y séjourne pendant deux heures, oye qui est désigné par décantation (maintien à la même température). Durant cette période, la désagrégation complète est achevée. L'eau boueuse ainsi traitée parvient pratiquement à une température de 1400C dans le vase d'expansion 82 et s'y refroidit à 1300C, tandis que la vapeur s'en dégageant parvient, par l'intermédiaire de la canalisation de détente 82, dans la chambre de chauffe du réchauffeur 32. L'eau boueuse s'écoule ensuite dans le vase d'expansion 81 et s'y refroidit à 1200C, où elle cède également de la vapeur, qui chauffe le réchauffeur 31.L'eau boueuse quitte ensuite le dispositif de desagrégation et est retraitée. Dans les canalisations d'eau boueuse 41 et 42 apparaissent, après quelques jours d'exploitation, certaines quantités de dépotes, qui détériorent le transfert de chaleur. Les contenus des réservoirs Il et 13 sont à présent interchangés : dans le réservoir 13 est amenée l'eau boueuse à désagréger, dans le réservoir 11 de la lessive de désagrégation pure. Après quelques jours de fonctionnement, on alterne à nouveau ; le réservoir 12 est à présent rempli de lessive de désagrégation pure, le réservoir Il d'eau boueuse à traiter. Après un nouveau laps de temps de quelques jours, le réservoir 13 est à nouveau rempli de lessive de désagrégation pure, le réservoir 12 par contre d'eau boueuse. Cette alternance est toujours effectuée systématiquement, ainsi les dépôts se formant dans les canalisations d'eau boueuse 41, 42 et 43 sont à nouveau dissous, lorsque la lessive de désagrégation pure s'écoule dans la canalisation concernée. Le dispositif représenté à titre d'exemple sur la Figure 2 convient pour la désagrégation de bauxite de bohème. Le réservoir Il contient l'eau boueuse à désagréger, le réservoir 112 la lessive de désagrégation. Les réservoirs sont reliés aux pompes 121, 122, respectivement. Les canalisations de refoulement des deux pompes se ramifient plusieurs fois, dans le présent cas trois fois, et dans chaque dérivation de chacune des deux canalisations de refoulement est disposé un organe de fermeture 201, 202, 203, 301, 302, 303.Derrière les organes de fermeture sont réunies entre elles deux canalisations correspondantes, c'est-à-dire que les tronçons de canalisation se trouvant derrière les soupapes 201 et 30 Le procédé pour cet exemple est mis en oeuvre de la manière suivante : le réservoir 111 est rempli de façon discontinue ou continue de lessive de désagrégation, le réservoir 112 d'eau boueuse à traiter. Les deux liquides ont une température d'environ 900C. A l'instant considéré, les organes de fermeture 301, 302 et 303 sont ouverts, les autres sont fermées. Durant ce cycle de fonctionnement, la pompe 122 amène continuement de l'eau boueuse dans les canalisations 142 et 143, la pompe 121 amène continue ment de la lessive de désagrégation dans la canalisation 141. Dans les canalisations d'eau boueuse 142 et 143 débute la désagrégation, dans la canalisation d'eau boueuse 141 les dépôts provenant du cycle précédent sont dissous par la lessive de désagrégation.A la fin de la colonne de réchauffeurs, le courant d'eau boueuse et le courant de lessive sont réunis dans le réacteur 160, où se déroule la dernière phase de la désagrégation. L'eau boueuse s'écoule ensuite, comme déjà décrit en référence à la Figure 1, à travers la canalisation d'eau boueuse 170 et les vases d'expansion 187, 186, 185, 184, 183 182, 181, naturellement dans des conditions de pression et dX température différentes de celles de l'exemple 1. Après quelques jours, éventuellement après quelques heures de fonctionnement, les organes de fermeture 201 et 302 sont fermés, les organes de fermeture 202 et 301 sont ouverts, et ainsi commence le second cycle. Pour le déroulement du troisième cycle, les organes de fermeture 202 et 303 sont fermés et les organes de fermeture 203 et 302 ouverts. Les réacteurs 60, 16Q sont en général sous une pression qui est supérieure à la pression correspondant à la température de saturation de l'eau boueuse. Si une pression correspondant à la température de saturation est établie dans le réacteur, le liquide de nettoyage présentant un accroissement du point d'ébullition plus faible parvient sous la forme d'un mélange de phases liquide et gazeuse dans le réacteur. On peut selon l'invention également opérer de cette manière. Dans le procédé selon l'invention, le liquide servant à l'élimination des dépôts participe au processus de désagrégation et son action de désagrégation est exactement aussi grande que Si on l'avait mélangé avant l'échauffement à la bauxite ou à l'eau boueuse, respectivement. Les dépôts séparés de liteau boueuse sont cependant à nouveau dissous, c'est-à-dire que la capacité de transfert de chaleur du dispositif demeure inchangée sur une plus longue période de temps et le temps d'exploitation pouvant être obtenu sans arrêt est sensiblement plus long L'exploitation de la fabrique d'alumine toute entière est plus uniforme, et des couts d'entretien peuvent être économisés. REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage des tubulure d'échangeurs de chaleur dans le cas de ta fabrication d'alumine selon le procédé bayer, pour des dispositifs dans lesquels le matériau est chauffé dans plusieurs étages de chauffage et dans plusieurs écoulements d matériau parallèles entre eux, les courants de matériau réunis et à nouveau échauffés ou réunis et maintenus à la m8me température ou éventuellement après la réu- nion à nouveau échauffés et maintenus à cette tempéra- ture, caractérisé en ce qu'unie partie des courants de matériau parallèles est de l'eau boueuse et l'autre partie la lessive aqueuse de soude caust qwle, avantageusement la lessive de désagrégation, où est de l'eau et ces courants de matériau parallèles sont alternés cycliquement dans les échangeurs de chaleur 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la réunion des courants de matériau, l'eau boueuse, se trouve en phase liquide, la lessive aqueuse de soude caustique oh l'eaA en tant que mélange de phases liquide et vapeur.