Brevet FR2491348A1 — publié le 19820409

La présente invention concerne un procédé de déshuilage du condensat de vapeur d'eau de retour. De nombreuses industria nécessitent une alimentation en vapeur d'eau pour des opérations de chauffage. Habituellement, cette vapeur est produite dans des chaudières industrielles de grand format dont l'eau d'alimentation a subi une purification poussée pour la débarrasser de matières solides et de gaz en dissolution. Après utilisation, la vapeur est condensée et, étant donné que le condensat est de l'eau chaude exempte d'agents minéraux de contamination, il est souhaitable de réutiliser ce condensat pour produire de nouvelles quantités de vapeur, ce qui permet de réduire la consommation d'eau, le traitement de l'eau et l'énergie nécessaire à cet effet. Dans de nombreux cas, la réutilisation n'est cependant pas possible sans traitement supplémentaire par suite de la contamination par des huiles. Malgré les normes élevées d'entretien et de fonctionnement, des traces d'huile vont à :)eu près certainement s'infiltrer dans les conduites de vapeur ou de condensat. Le condensat contient normalement environ 11 à 100 ppm d'huile sous forme de gouttelettes d'huile insoluble, une huile insoluble qui est dispersée dans l'eau d'une façon tellement fine que l'émulsion résultante se comporte à la manière d'une solution d'huile dans l'eau, et des substances organiques dissoutes. Ces matières, surtout les huiles solubles ou presque solubles, sont difficiles à éliminer. Cependant, si l'on n'élimine pas l'huile, cette derni ère peut provoquer des ennuis pendant la montée de la vapeur en s'accumulant dans les tubes de la chaudière, d'où formation de zones chaudes et finalement rupture des tubes. Pour la séparation de certains mélanges d'eau et d'huile, on dispose dans le commerce de séparateurs qu'on appelle appareils de coalescence. Ces appareils contiennent en général une cartouche ou un lit garni à travers lequel le liquide s'écoule de manière que les gouttelettes de la phase dispersée viennent en collision avec une pellicule de de la phase dispersée sur la cartouche ou sur le garnissage du lit et aussi les unes avec les sutres, à la suite de quoi ces gouttelettes gralldissent au point de leur permettre de se déposer. 3ien que les appareils de coalescence de ce genre soient efficaces pour le traitement des huiles insolubles, ils ne peuvent pas résoudre le problème d'une huile soluble. Sa Demanderesse a maintenant mis au point un procédé en deux stades pour le traitement du condensat de vapeur d'eau, permettant de réduire au minimum la teneur en huile résiduelle. On peut réduire cette teneur à une valeur tellement faible (img/îitre ou moins encore) que ses effets nuisibles soient éliminés. Ainsi l'invention a pour objet un procédé de ddshui- lage d'un condensat de vapeur d'eau contaminé par une huile, procédé selon lequel on fait passer le condensat à travers un appareil de coalescence afin de coalescer des petites gouttelettes d'huile en gouttelettes plus grosses qui se déposent et forment une huile récupérée, on soutire l'huile récupérée, on fit passer le condensat ayant une teneur réduite en huile à travers un lit adsorbant pour adsorber les quantités suppldmentaires d'huile et on récupère le condensat déshuilé. De préférence, on fait passer le condensat à travers un filtre grossier ou un tamis avant l'admission dans l'appareil de coalescence. le condensat récupéré convient pour retour à la chaudière en qualité d'eau d'alimentation sans aucun traitement supplémentaire sauf la désaération normale. De préférence, l'appareil de coalescence est du type à cartouche dans lequel on utilise un élément à l'intérieur d'un récipient. Cependant on peut utiliser un appareil de coalescence du type à lit garni, par exemple un appareil de coalescence à anthracite. L'élément peut être par exemple un papier plissé, une fibre de verre ou une autre matière fibreuse commodément sous forme d'un anneau à travers lequel le mélange s'écoule radialement La grosseur des pores de l'élément est déterminée de manière à être d'une finesse suffisante pour effectuer la coa- lescence. Habituellement les pores ont une dimension comprise entre 1 et 30 microns. Les matières qui conviennent pour utilisation dans le lit adsorbant sont notamment le charbon de bois, les résines échangeuses d'ions mais surtout le charbon activé. Facultativement, on peut interposer un échangeur de chaleur entre l'appareil de coalescence et le lit adsorbant pour réduire la température du condensat avant adsorption pour augmenter ainsi l'efficacité du stade d'adsowption. Le débit du condensat de vapeur à travers l'appareil de coalescence à cartouche doit être en rapnort avec la géométrie de l'appareil de sorte qu'une certaine turbulence soit créée dans le liquide pendant son écoulement à travers la cartoi-c-,e mais cette turbulence ne doit pas être suffisante pour empêcher le dépôt d'une pellicule d'huile sur l'élément ni pour permettre le décollage de la pellicule ainsi déposée. Une telle construction favorise le mouvement des gouttelettes d'huile en travers des lignes de courant dans les passages d'enroulement du réseau de la cartouche, de sorte que les gouttelettes viennent en collision avec la pellicule d'huile sur l'élément et aussi les unes avec les autres. Les gouttelettes qui viennent en collision avec la pellicule d'huile emprisonnent l'huile qu'on peut recueillir. La collision des gouttelettes les unes avec les autres a pour effet d'augmenter- la grosseur des gouttelettes. Cependant si l'eau s'écoule à une trup grande vitesse, le surcroSt de turbulence arrache la pellicule d'huile de l'élément et rompt les gouttelettes d'huile, c'est-à-dire que les effets sont contraires à ceux qui viennent d'être exposés. En général, sa charge hydraulique du liquide qui sté- coule à travers l'appareil est comprise entre 15 et 150 m3/ m/h Diverses autres caractéristiques de l'invention ressor tent d'ailleur rie li description détaillée qui suit. Une forLre de réaliation e l'objet da l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin anne7e. La fig. unique est un schéma général du procédé selon l'invention. me condensat rie vapeur récupéré à une température de o0 à 9000 est envoyé par une conduite 1 dans un appareil de coalescence 2 du type à cartouche. La cartouche 3 est du type à écoulement radial et contient un certain nombre d'éléments concentriques en fibres de verre d'une construction de plus en plus fine. L'huile libre dispersée est soumise à une coalescence dans l'appareil 2 et se dépose pour en permettre l'enlèvement par ue conduite 4 sous forme d'huile récupérée. Le condensat partiellement traité passe ensuite dans une conduite 5 et facultativement à travers un échangeur de chaleur 6 pour rejoindre une colonne 7 contenant un lit de charbon activé. Le condensat descend par un efet de percolation a travers ce lit et les huiles émulsionnées et solu bles sont absorbées. Les gouttelettes résiduelles d'huile insoluble sont retenues par un effet de filtration. se condensat déshuilé contenant au total moins de 1 ppm d'uile sort ensuite par une conduite 8. EXEMPLE La cartouche 3 de l'appareil de coalescence est d'une dimension de 1 micron et elle est vendue par Alain Cobham Limited sous la marque P3M. La colonne 7 présente une capacité pour le lit de 500 mtl et contient 196 g de "Anthrasorb CC1236" qui est un charbon à base de carbone activé vendu par Thomas Ness limitez. On utilise n titre de charge un condensat stimulé à 6500 contaminé avec un huile brute Forties à une concentration nominale de 10C mg litre. es résultats apparaissent dans le tableau en fin de escr i pte La teneur moyenne en huile dans l'eau qui sort de l'appareil de coalescence à cartouche est de 5,7 mg/litre au total. On suppose que la majeure partie de cette huile est un hydrocarbure soluble de sorte qu'aucune gouttelette d'huile libre n'est visible quand on examine l'effluent de la cartouche à l'aide d'un microscope (grossissement 1000 fois). A des débits de 2,8 à 5,6 volumes de lit à l'heure (VL/heure), l'eau qui sort du lit de charbon activé contient au total de O à 1,9 mg/litre d'huile. La pureté moyenne de l'eau traitée est de 0,6 mg/litre d'huile totale pendant 107 heures de fonctionnement. La qualité de l'eau traitée n'est pas détériorée à la fin de cette opération. L'huile retenue par l'adsorbant représente une valeur calculée de en en en poids. TABLEAU Ecoulement d'eau Huile totale (mg/i) d'alimentation Durée de l'urée de l'essai Cartouche Filtre de Effluent Effluent (h) (1/mn) carbone de la car- du filtre (VL/h) touche de carbone 4,5 18,2 1 4;;7 5,7 0,1 8 18,0 4,4 6,s 0,9 12 19,0 5,6 8,4 0,2 18,3 5,6 5,4 0 26 18,3 4,8 5,1 1,9 32 18,3 4,2 5,0 0 39 18,3 4,6 5,1 - 49 19,0 3,1 6,1 0,2 55 18,0 3,6 6,3 0,2 61 16,0 2,8 6,4 0,8 69 19,0 2,9 5,0 1,9 76 18,5 3,5 5,5 0,9 83 19,0 3,4 5,6 0,7 91 17,0 3,1 5,6 0,7 99 18,0 3,1 4,8 0,5 107 18,0 3,2 5,1 0,5 REVENDICATIONS i - Procédé de déshuila#e d'un condensat de vapeur d'eau contaminé par une huile, caractérisé en ce qu'on fait passer le condensat a travers un appareil de coalescence afin de coalescer des petites gout-elettes d'huile en gouttelettes plus gosses qui se déposent et forment une huile récupérée, on soutire l'huile récupérée, on fait passer le condensat ayant une teneur réduite en huile à travers un lit adsorbant pour adsorber les quantités supplémentaires d'huile et on récupère le condensat déshuilé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de coalescence est du type à cartouche dans lequel on utilise un Cément dans un récipient. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'adsorbant dans le lit d'adsorbant est un charbon activé. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1. à 5, caractérisé en ce que le condensat déshuilé contient l'huile résiduelle à raison de 1 mg/litre ou moins. 5 - A titre de produit industriel nouveau, un condensat de vapeur d'eau déshuilé quand il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendication i à 4.