Brevet FR2519261A1 — publié le 19830708

La présente invention concerne un évaporateur pour le traitement des déchets industriels du type eaux résiduaires. Elle est utilisable dans le domaine du traitement des résidus mais également dans tous les domaines où l'on doit évaporer une solution du type entartrant ou colmatant. Cette technique est employée lorsqu'on désire séparer les impuretés contenues dans un liquide : on recueille le liquide par évaporation et les déchets qu'il contenait sont récupérés sous la forme de sels ou de sédiments. Par exemple, il peut s'agir de traiter des eaux résiduaires chargées de déchets d'hydrocarbures, comme on en rencontre dans l'industrie du pétrole. Après évaporation, on recueille d'une part une eau suffisamment claire pour être rejetée en mer ou dans une rivière, d'autre part des -sels ou sédiments solides qu'on brtle ou qu'on jette à la décharge. Pour parvenir à ce résultat, les appareils cornus utilisés Jusqu'à ce Jour sont généralement des bouilleurs ou des évaporateurs dérivée de l'industrie chimique. Ils sont soit statiques (bouilleurs) soit dynamiques (évaporateurs), la solution (eau le plus généralement) étant alors véhiculée par une pompe. Quel que- soit l'appareil utilisé, les-résultats obtenus sont mauvais lorsque la solution est entartrante ou a tendance à cristalliser. Sans le cas des appareils statiques, le tartre se dépose sur la paroi chaude de l'appareil, en couche uniforme, et fait très rapidement baisser le coefficient d'échange thermique, ce qui diminue d'autant la capacité de l'appareil, jusqu'à le rendre inexploitable. lans le cas des appareils dynamiques, en adoptant pour le liquide des vitesses de circulation très élevées, on arrive à retarder le phénomène mais non à le supprimer, et ce, en admettant une consommati on énergétique élevée au niveau de la pompe de circulation. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients et de réaliser un évaporateur répondant aux deux critères suivants : - absence d'entartrage sur la paroi chaude dans le cas où les solutions sont entartrantes ou incrustantes, -- faible consommation énergétique. Un appareil évaporateur selon l'invention comprend une paroi chauffante à l'intérieur de laquelle on fait circuler le liquide à évaporer, et il est caractérisé en ce que la face interne de cette paroi chauffante est brossée en permanence par des brosses en mouvement, ce qui a pour effet de nettoyer en permanence la surface d'é change thermique, et d'en éliminer les dépôts au fur et à mesure qu'ils pourraient se former. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la paroi chauffante est cylindrique de révolution, tandis que les brosses lo Bées à l'intérieur tournent avec un rotor autour de l'axe de révolution du cylindre. Spitant une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus pour régler la pression d'application des brosses lorsqu'elles frottent sur la paroi à nettoyer. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de réglage de pression sont constitués par au moins un ressort prenant appui sur le rotor et agissant sur chaque brosse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque brosse est articulée sur le rotor autour d'un axe parallèle à celui du rotor, mais excentré et situé plus près de la paroi à nettoyer, si bien que la trajectoire circulaire de la brosse autour de son axe est sécante avec le cercle de section de la paroi cylindrique. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un appareil évaporsteur selon l'invention. La Figure 2 est une coupe suivant II-II (Figure 1). L'appareil selon l'invention tel qu'illustré sur les dessins comprend t - une alimentation 1 qui déverse la solution à évaporer ; - un bac d'alimentation 2 recevant cette solution ; - un contrtleur 3 assurant un niveau constant dans le bac 2; - un corps d'évaporateur 4 dont la paroi interne 5, cylindorique de révolution autour d'un axe vertical 6, est entourée d'une double paroi extérieure 7 - un ensemble de brossage dont le rotor 8 est entratné en rotation par un motoréducteur 9. - un canal d'évaporation 10 reliant le sommet de l'évapo- ratear 4 à un séparateur de gouttelettes 11 de type en lui-mSme connu ; .- un canal de soutirage 12 situé à la partie inférieure du séparateur 11 , dont on recueille ainsi la phase liquide ou conden sat g - un canal de sortie 13 par où sont évacuées les vapeurs sèches L'espace intermédiaire entre les paroi 5 et 7 du corps d' évaporateur 4 comporte une entrés e supérieure 14 et une sortie infé fleure 15 pour un fluide chauffant. Le rotor 8 possède un arbre vertical 16 , entratné en rotation par le moto-réducteur 9 , ainsi qu'an flasque supérieur 17 en forse de disque horizontal. L'arbre 16 porte autour de lui quatre axes verticaux excen- triés 18 , sur chacun desquels est articulé un bras 19 à llorientation presque radiale dans la paroi cylindtique 5 . Chaque bras 19 porte une brosse métallique 20 , dont les crins 21 prennent appui sur la face interne de la paroi de chauffe 5 Chaque porte-brosse 19 - 20 , possède un téton d'accrochage 22 sur lequel est ancré un ressort de traction 23 qui prend appui sur une vis 24 dont la position est réglable grâce à un écrou 25 , sur un étrier 26 du flasque 17. Chaque am 18 8 est excentré , situé plus près de la paroi à net- toyer 5 . Chaque brosse 320 décrit donc autour de son axe 18 , une trajectoire circulaire 27 qui est sécante avec le cercle de section de la paroi cylindrique 5 ( figure 2) . Ainsi , la traction du res- sort 23 tend à appliquer les crins métalliques 21 COntre la paroi 5, et ceci avec une force qu'on peut réglergrâce à la vis 24 A sa partie inférieure , le corps d'évaporation 4 possède une ouverture de soutirage 28 pour la récupération des sels et déchets solides raclés sur la paroi 5 par les brosses 20. Le fonotionnenent est le suivant X Le liquide pollu , constitué par la solution à évaporer , est déversée par l'aliientatioa 1 dans le bac à niveau constant 2 Cette solution emplit donc le corps d'évaporateur 24 qui constitue un vase comnanicant dans lequel est maintenu un niveau liquide constant tant . Le double paroi chauffante 5 , 7 est parcourue par le fluide 'hauffant qui entre en 14 , et sort en 15 . Les parties volatiles de la solution s'évaporent par le canal 10 , pour donner lieu - d'une part à un condensat liquide qu'on peut soutirer en 12 - d'autre part , à des vapeurs sèches qu'on évacue en 13. Quant aux dépits solides qui ont tendance à se former sur la face interne de la paroi cylindrique 5 , ils sont éliminé on permanenece par un effet do grattage effectué par les crins métalliques 21 des brosses 20 . Ces résidus solides détachés de la paroi 5 tom- bent on niettes dans la partie inférieure de l'évaporateur où elles s'accusulent e Périodiquement , on les évacue par l'ouverture de soutirage 28. On voit que l'appareil selon l'invention présente simal tanéiont les avantages suivants g - faible consommation énergétique , puisqu'il n'est pas né pessaire de faire circuler en permanence le fluide dans le corps d'évaporateur 5 : - suppression totale de l'entartrage,si bien que l'appareil peut titre utilisé en continu , sans qu'il soit nécessaire de l'arrêter périodiquement pour un nettoyage ; - le nontage des brosses 20 sur des bras articulés 19 rappelés par des ressorts 23 permet de compenser automatiquement 1' usure des crins 21 et d'assurer en permanence un brossage efficace de la paroi 5 , laie après une longue période de fonctionnement. REVENDIClUIONS 1 - Appareil évaporateur , notamment-pour traiter des liquides industriels pollués , comprenant une paroi chauffante à l'in térieur de laquelle on fait circuler le liquide à évaporer , carac tersé en ce que la face interne de cette paroi chauffante (5) est brossée en permanence par des brosses (5) en mouvement , ce qui a pur effet de nettoyer en permanence la surface d'échange thermique et d'en éliminer les dEpots au fur et à mesure qnsils pourraient s'y former. 2 - Appareil évaporateur suivant la revandication 1 , ca ractérisé en ce que la paroi chauffante (5) est cylindrigne de ré solution , tandis que les brosses (20) logées à l'intérieur tour nent avec un rotor ( 16) , (19) , autour de l'axe de révolution (6) du cylindre (5) 3 - Appareil évaporataur vivant l'une quelconque des reven dications précédentes , caractérisé en ce que des moyens sont préw voe pour régler la pression d'application des crins (21 ) des brosses (20) , lorsqu'elles frottent sur laparoi à nettoyer (5). 4 appareil évaporateur suivant la revendication 3 , carac térisé en ce que les moyens deréglage de pression sont constitués par au moins un ressort (23)prenant appui en (26) sur le rotor et agissant sur chaque brosse (20). S - Appareil évaporateur suivant la revendication 3 , ca ractérisé en ce que chaque brosse (20) est articulée sur le rotor autour d'un axe (18) parallèle à l'axe (16) du rotor , mais excen tré et situé plus près de la paroi à nettoyer (5) si bien que la trajectoire circulaire (27) de la brosse (20) autour de son axe (18) est sécante avec le cercle de section de la paroi cylindrique (5). 6 - Appareil évaporateur suivant l'une quelconque des re vendications précédentes , caractérisé en ce que chaque brosse (20) est solidaire d'un bras (19 ) articulé sur l'axe (18) du rotor, tandis que le ressort (23) est un ressort de traction ancré en (22) sur le bras (19) , et par ailleurs sur une vis de réglage (24) que porte un étrier (26) sur un flasque (17) du rotor.