Brevet FR2525911A1 — publié le 19831104

l La présente invention a pour objet un nouveau procédé de distillation fractionnée et les applications de ce procédé à la production d'énergie thermique ou mécanique à partir de deux sources de chaleur à bas niveau. Dans une demande de brevet précédente déposée par le même demandeur N O 80 17676 du 11 août 1980, on a déjà décrit en détail des dispositifs permettant, à partir de deux sources de chaleur à bas niveau, de délivrer de la chaleur à un niveau plus élevé, en mettant en oeuvre une cascade d'opérations d'évapora- tion-mélangeage de solutions réactives fortement non idéales, par exemple d'eau et d'ammoniac préalablement préparées La préparation préalable de ces solutions faisait appel à des dis- positifs et'procédés plus ou moins classiques de distillation ou séparation. Dans une autre demande de brevet déposée également par le même demandeur n' 81 15263 du 6 août 1981, on a également décrit un procédé et un dispositif de stockage sous forme chimi- que d'une énergie mécanique ou thermique faisant également appel à la préparation préalable de telles solutions réactives forte- ment non idéales et à leur remélangeage ultérieur lorsque l'on veut récupérer l'énergie stockée Ce brevet ne décrivait pas de moyens particuliers de régénération des solutions, étant supposé que l'on utilisait des procédés et dispositifs classiques. L'invention, précisément, propose notamment un nouveau procédé de distillation fractionnée. Le procédé de séparation d'une solution de composition déterminée d'au moins deux constituants dits respectivement solvant (plus volatil) et soluté (moins volatil) en deux solutions de composition différente respectivement appauvrie en solvant (enrichie en soluté) ou "résidu" et enrichie en solvant (appauvrie en soluté) ou "distillat" se caractérise en ce qu'on fait ruisseler dans une même enceinte close deux films de la solution à séparer, ladite enceinte close étant sensiblement vide d'air et maintenue sous une pression voisine de celle d'ébullition de ladite solution à la température régnant à l'intérieur de ladite enceinte, et on maintient l'un desdits films (à enrichir en solvant) en contact thermique avec une source froide et l'autre desdits films (à appauvrir en solvant) en contact thermique avec une source chaude, la température de la source froide et celle de la source chaude étant respective- ment sensiblement inférieure et sensiblement supérieure à la température précitée régnant à l'intérieur de l'enceinte, et on recueille à la base de ladite enceinte les solutions respec- tives enrichie en solvant ou "distillat" et appauvrie en solvant ou "résidu". Avantageusement, on utilise plusieurs séparations suc- cessives en cascade telles qu'indiquées ci-dessus travaillant à des températures sensiblement identiques et à des pressions différentes étagées, l'étage de rang N recevant comme solution à séparer le distillat de l'étage (n-1) et le résidu de l'étage (n+ 1), le résidu final étant obtenu au premier étage de l'instal- lation et le distillat final étant obtenu au dernier étage de l'installation Habituellement et exemplairement, les températu- res de la source chaude et de la source froide sont peu diffé- rentes, par exemple de 20 à 30 'C ou moins, et lesdites sources sont trouvées dans l'environnement ambiant. De façon avantageuse et de préférence, la source froide sera constituée par l'air ambiant ou "vent froid extérieur", tandis que la source chaude pourra être constituée de diverses sources, par exemple géothermiques ou de rejets thermiques naturels ou artificiels à bas niveau tels que des eaux résiduai- res ou de lac ou de rivière. De la description rapide qai précède, il apparatt que le nouveau procédé de distillation conforme à l'invention met en oeuvre une cascade de séparations isotherme non isobares, alors que tous les appareils connus et utilisés fonctionnent au con- traire à des températures qui s'échelonnent au fur et à mesure que l'on se déplace dans la colonne de distillation, la pression régnant dans la colonne étant sensiblement la même entre le pied et la tête de la colonne, aux pertes de charge près. Comme il apparattra plus clairement à l'aide de la des- cription qui suivra, en dehors d'avantages considérables au niveau de la simplification de l'appareillage, il y a lieu sur- tout de noter que le nouveau procédé de l'invention permettra la distillation ou le fractionnement de solutions en empruntant l'énergie essentielle nécessaire à cette opération à des sources chaudes et froides de bas niveau, pratiquement gratuites et inépuisables En particulier, des études thermodynamiques appro- fondies montrent que l'air ambiant constitue sous nos latitudes, et à fortiori plus près des pôles, des sources considérables "d'énergie froide" infiniment supérieures aux besoins humains. Pour la mise en oeuvre du procédé, on utilisera essen- tiellement un appareillage dans lequel la partie des appareils qui est au contact de la source d'air en mouvement sera formée d'une surface recevant intérieurement une partie du mélange à séparer qui ruisselle sur elle sous forme d'un film mince et recevant exté- rieurement des ailettes d'échange thermique placées sensiblement parallèlement à la direction du "vent". Exemplairement, une installation pourra comprendre essen- tiellement des batteries de tubes ailetés disposés sensiblement verticalement comme un rideau d'arbres dans le vent. Si la source chaude est constituée par un fluide calopor- teur tel qu'une eau résiduaire ou une eau géothermique ou de rivière, les appareils auront avantageusement la forme de tubes ailetés extérieurement sur la paroi interne desquels ruisselle une partie du mélange à séparer et comportant un tube intérieur parcouru intérieurement par ledit fluide caloporteur et sur la paroi extérieure desquels circule l'autre partie du mélange à séparer, lesdits tubes étant disposés sensiblement verticalement et recevant à leur partie haute le mélange à séparer, le résidu et le distillat formés étant recueillis en partie basse. A partir du résidu et du distillat formés, il devient alors facile, en utilisant des opérations de remélangeage du type décrit aux brevets précédemment cités, ou d'autres opéra- tions spécialement adaptées, de recueillir l'énergie mécanique ou thermique désirée. L'invention, ses objets et avantages apparattront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre schématiquement la mise en oeuvre du procédé de séparation conforme à l'invention; la figure 2 montre schématiquement la mi-se en oeuvre du procédé de l'invention dans une cascade isotherme à quatre étages; la figure 3 montre une installation semblable à celle de la figure 1 mais utilisant un schéma de circulation quelque peu différent; la figure 4 montre schématiquement en coupe verticale un appareil utilisable dans les schémas précédents; la figure 5 montre, comme la figure 4, une variante d'un autre appareil la figure 6 est une coupe horizontale faite selon le plan VI-VI de la figure 5; la figure 7 montre schématiquement en vue perspective comment peuvent être disposés en batterie des appareils du type illustré aux figures 5 et 6; la figure 8 montre, comme la figure 7, une disposition en batterie de tubes ailetés à section circulaire; la figure 9 montre, comme les figures 4 et 5, une autre variante d'un appareil permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 10 montre un montage en batterie à quatre étages d'appareils du type illustré à la figure 9; la figure 11 montre en coupe horizontale comment peu- vent être intégrés les tubes d'échange conformes à l'invention pour une meilleure utilisation de l'énergie du vent; la figure 12 montre schématiquement une application de l'invention à la production de chaleur à haut niveau à partir d'une source chaude et d'une source froide à bas niveau; la figure 13 montre comme la figure 3 une variante. On se reportera tout d'abord à la figure l expliquant le principe de base de la distillation "isotherme" conforme à l'invention. Le mélange à fractionner M est amené sous forme liquide en tête d'un appareil 10 constitué essentiellement d'une enceinte 11 close vide d'air dans laquelle on fait ruisseler deux films m du mélange M à distiller ou fractionner Pour différencier ces deux films sur la figure 1, on a repéré l'un m' et l'autre m''. Le film m' est placé en contact avec une source "chaude", tandis que l'autre film m'' est placé en contact avec une source "froide" Dans l'exemple illustré, ceci est obtenu simplement en faisant ruisseler le film m' sur une paroi 12 de l'enceinte 11 dont la face extérieure 12 e est en contact thermique avec la source chaude schématisée par la flèche 13, le film m' ruisse- lant sur la face interne 12 i de la surface 12 De la même façon, le film m'' ruisselle sur la face interne 14 i de la paroi 14 de l'enceinte 11, la surface extérieure 14 e de la paroi 14 étant en contact avec la source froide schématisée par la flèche 15. Dans un exemple typique, la source chaude pourra être constituée par exemple par une eau résiduaire vers 40 C, et la source froide par un vent froid vers O C Les températures s'établiront dans l'enceinte 11 comme indiqué par la courbe de températures à la figure 1. Les films m' et m'' ayant au départ, c'est-à-dire en haut de l'enceinte 11, sensiblement la même composition, le film chaud m' s'appauvrit au fur et à mesure qu'on s'abaisse dans la colonne en solvant volatil, au profit du film froid m" qui s'enrichit On recueille donc en bas de l'enceinte 11 respectivement en 16 un "résidu" appauvri en solvant volatil et en 17 un "distillat" enrichi en solvant volatil, ces solu- tions pouvant être stockées comme indiqué en 18, 19. En une seule étape de distillation telle qu'illustrée à la figure 1 on ne peut évidemment réaliser qu'un fractionnement partiel de la solution M Si l'on veut effectuer un fractionne- ment plus poussé, il suffit d'effectuer plusieurs opérations successives ou "en série" du même type On se reportera à la figure 2 o l'on décrit le principe d'un tel fractionnement utilisant quatre enceintes telles que 11 travaillant en série. Dans l'exemple illustré à la figure 2, quatre enceintes 111 i 112, 1135 114 identiques sont utilisées Dans l'exemple illustré, on a supposé que les parois "chaudes" 121, 1221 1231 124 se trouvaient à 20 'C, tandis que les parois "froides" 141, 1421 1431 144 se trouvaient à 100 C Le mélange à séparer M est introduit Pen haut de l'enceinte i 12 du deuxième étage En bas de cet étage, on recueille dont un résidu r 2 appauvri en solvant volatil et un distillat d 2 enri- chi en solvant volatil Le résidu r 2 appauvri est envoyé en tête du premier étage, en bas duquel on recueille un résidu rn sur-appauvri en solvant volatil et un distillat dl enrichi en comparaison du résidu r 2 En pratique, le distillat dl aura une composition sensiblement identique au mélange M de départ, dans l'exemple illustré, ce distillat dl est donc recyclé en même temps que le mélange M en tête du deuxième étage. Le distillat d 2 enrichi provenant du deuxième étage est admis en tête du troisième étage, en bas duquel on recueille un résidu r 3 appauvri par rapport à la concentration du distillat d 2 et un distillat d 3 enrichi par rapport à la composition du distillat d 2 En pratique, le résidu r 3 appauvri par rapport au distillat d 2 enrichi du mélange M aura sensiblement la composi- tion de ce mélange Il est donc recyclé avec lui en tête du second étage. Le distillat d 3 enrichi par rapport au distillat d 2 est envoyé en tête du quatrième étage, en bas duquel on recueille un résidu r 4 appauvri par rapport à d 3 et un distillat d 4 enrichi par rapport à d 3, doublement enrichi par rapport à d 2 et triple- ment enrichi par rapport au mélange M Le résidu r 4 appauvri par rapport au distillat d 3 enrichi aura en pratique sensiblement la même composition que le distillat d Z et pourra en conséquence être recyclé en tête du troisième étage en même temps que le distillat d 2 En définitif, on retire de la colonne un résidu rl appauvri et un distillat d 4 enrichi, et l'on a travaillé dans l'installation en quatre étapes successives réalisant une distil- lation fractionnée Cette distillation fractionnée en quatre étages se fait cependant isothermiquement, en ce sens que chaque étage travaille entre la même température 'chaude' et la même température "froide" Bien entendu, les pressions aux différents étages sont différentes, puisque les conditions d'équilibre des mélanges varient selon chaque étage, les pressions étant d'autant plus élevées que le distillat produit est plus riche, autrement dit les pressions allant en croissant du premier au dernier étage. On notera que les résidus et distillats obtenus au pied de chaque étage se présentent sous forme liquide et qu'il suffit pour assurer la circulation des débits selon le schéma indiqué, de profiter de la différence des pressions régnant entre les étages pour ce qui est du recyclage des résidus, tandis que de simples pompes de circulation suffiront pour faire passer les distillats de l'étage d'un rang donné à l'étage de rang supérieur. Ces pompes de circulation n'ont pas été illustrées au schéma pour ne pas le surcharger. Le procédé de distillation ou de séparation "isotherme" conforme à l'invention peut être utilisé pour effectuer la sépa- ration ou distillation de n'importe quel mélange Cependant, une application particulièrement importante de l'invention étant la valorisation de l'énergie thermique à bas niveau puisant notam- ment pour ce qui est de la source froide, dans le réservoir d'énergie pratiquement illimité que constitue le "vent froid", on utilisera avantageusement la séparation décrite pour préparer les 'résidus" et "distillats" à partir de solutions réactives fortement non idéales dans lesquelles il existe-une chaleur de dissolution relativement importante lorsqu'on met en présence le "résidu" et le "distillat". Parmi de telles solutions, on peut citer notamment des solutions du type mentionnées au brevet 80 17676 ci-avant cité, et notamment des solutions telles que eau/ammoniac ou eau/ bromure de lithium. Bien entendu, le schéma de principe de la figure 2 peut être utilisé avec un nombre d'étages quelconque, la séparation des constituants résidu et distillat étant d'autant plus poussée que le nombre d'étages sera grand et que chaque étage pourra travailler entre des températures plus différentes donc plus favorables au fractionnement Les pressions s'autoréguleront d'elles-mêmes d'un étage au suivant, à la seule condition de maintenir au premier et dernier étages les pressions convenables, et de maintenir dans chaque étage le débit de circulation optimal On décrira maintenant, en faisant référence à la figure 3, une organisation de l'installation légèrement différente de celle illustrée à la figure 2, en chiffrant un exemple de fonc- tionnement de cette installation pour un couple solvant/soluté ammoniac/eau. Dans l'exemple illustré à la figure 3, on introduit un mélange M ayant pour composition 50 % ammoniac / 50 % eau au deuxième étage de l'installation On a supposé que comme dans le cas de la figure 2, le film interne "chaud" ruisselant-à l'inté- rieur de chaque enceinte était à 20 'C, tandis que le film "froid" était à 100 C Contrairement à ce qui a été décrit à la figure 2, le mélange est amené au deuxième étage uniquement du côté du film froid qui forme donc le distillat d 2 enrichi qui vient alimenl le film chaud de l'étage inférieur de rana supérieur En bas de l'enceil te 1131 on recueille côté du film chaud le résidu r 3 appauvri qui est recyclé avec le mélange M en tête du deuxième étage côté du film froid Au troisième étage, le film froid est alimenté par le résidu du quatrième étage r 4 et par la vapeur d'ammoniac distillée à partir du film chaud du même étage pour former le distillat enrichi d 3 Le distillat d 3 formé au troisième étage est amené en tête du quatrième étage côté du film chaud Côté du film froid, on recueille au quatrième étage le distillat final d 4 dont une partie est recueillie et stockée et une autre partie est recyclée en tête du film froid du quatrième étage. Pour les premier et second étages, on procède comme pour le troisième et le quatrième étages, le distillat recueilli à l'étage de rang inférieur étant amené en tête de l'étage de rang supérieur côté film chaud, tandis que le résidu de l'étage de rang supérieur est recyclé en tête de l'étage de rang inférieur côté du film froid En évitant de mélanger le distillat de l'étage de rang infé- rieur avec le résidu de l'étace de rang supérieur, on améliore le rende- ment de l'installation en mettant à profit les légères différen- ces de composition entre ces distillats et ces résidus On notera qu'au premier étage, on procède, pour alimenter le film côté chaud, à un recyclage d'une partie du résidu ri final. A la figure 3, on a indiqué pour le couple eau/ammoniac de solution considérée et pour les conditions de températures supposées régner dans les enceintes 111, 1121 1131 114, les diverses conditions de pression et de composition régnant aux divers endroits de l'installation On note que les pressions sont étagées de 0,66 bar au premier étage à 1,3 bar au quatrième étage, tandis que le résidu final ri titre 38 % en ammoniac et le distillat final d 4 72 %. Bien entendu, ces conditions d'équilibre varient selon les conditions de températures des sources chaudes et des sources froides disponibles En outre, si l'on veut effectuer une sépara- tion plus poussée, il suffit d'utiliser un plus grand nombre d'étages On peut ainsi calculer qu'avec une "force motrice" de C entre film chaud et film froid, il est nécessaire d'utiliser 23 à 25 étages pour séparer pratiquement de l'eau et de l'ammo- niac purs, tandis que si la "force motrice" augmente à 200 C, par exemple entre un film chaud à 30 'C et un film froid à 10 'C, treize étages seront suffisants. On notera d'ailleurs que lorsque l'installation est des- tinée à produire finalement de l'énergie mécanique ou calorifique, le fonctionnement sera d'autant meilleur que cette "force motrice" sera plus grande En particulier, s'il fait très froid dehors, la grande "froideur" du vent permettra de faire fonctionner l'ins- tallation de façon beaucoup plus efficace que lorsque le vent n'est pas froid En d'autres termes, on se chauffera d'autant plus facilement que les conditions climatiques seront plus rudes, et plus il fera froid dehors, plus il sera facile de se chauffer à l'intérieur d'une habitation. On décrira maintenant, en faisant référence à la figure 4, la structure d'un appareil formant un étage de fractionnement tel que ceux schématisés aux figures précédentes. L'appareil tel que représenté repéré 20 dans son ensem- ble comprend une enceinte étanche 21 comportant, à faible dis- tance l'une de l'autre, deux parois 22, 24 sur lesquelles ruis- selle respectivement le film chaud m' et le film froid m"'. Les parois 22, 24 sont bonnes conductrices de la chaleur, par exemple métalliques, convenablement traitées pour résister aux solutions utilisées La paroi "chaude" 22 est en contact ther- mique avec le fluide 23 constituant la source chaude, par exem- ple une eau résiduaire vers 20 ou 400 C La paroi "froide" 24 est pourvue d'ailettes 28 qui assurent un bon contact avec l'air ambiant constituant la source froide 25 par exemple vers C Il est à noter que le phénomène de froid peut être augmen- té en soumettant les ailettes à un brouillard d'eau dont la vaporisation créera du froid si nécessaire. En tête de la colonne, le film chaud m' est alimenté par un distributeur 29, tandis que le film froid est alimenté par un distributeur 30 On recueille en pied de colonne le résidu 26 (r) de l'étage et le distillat 27 (d) respectivement appauvri et enrichi en solvant volatil Une isolation thermique 31 complète la construction en partie supérieure et une paroi 32 constituée d'un garnissage poreux formant dévésiculeur interdi- sant le passage accidentel de gouttelettes de liquide du film ml au film m"' et inversement. L'appareil peut présenter la forme générale d'un parallé- lépipède plat de hauteur et de longueur adaptées à la puissance requise de l'installation On notera que la paroi 24 sera de préférence orientée sensiblement parallèlement à la direction principale du vent qui s'engouffrera entre les ailettes. On se reportera maintenant aux figures 5 à 7 illustrant un autre mode de construction d'un étage de séparation conçu selon l'invention. Selon l'exemple de réalisation illustré à ces dessins, l'appareil séparateur comprend une enceinte étanche 41 constituée d'un tube profilé de façon générale en aile d'avion dirigé face au vent, indiqué par les flèches 35 De façon à améliorer l'é- change thermique avec le vent, les parois externes des profilés sont pourvues d'ailettes 38 A l'intérieur du tube formant l'enceinte 41, et coaxialement à lui, est disposé un autre tube 34 traversé par le fluide chaud, par exemple une eau résiduaire à 300 C Les tubes sont avantageusement disposés sensiblement verticalement, l'eau chaude pénétrant à la base et sortant en partie haute, les films chauds m' ruisselant sur les parois 42 du tube 34 et les films froids m'' ruisselant sur les parois froides 44 de l'enceinte 41 Plusieurs tubes peuvent être grou- pés verticalement parallèlement comme indiqué à la figure 7, chaque tube pouvant constituer un étage d'une unité de sépara tion. Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 8, les enceintes 41 ' ont une section sensiblement circulaire qui sont pourvues d'ailettes 38 ' à section également circulaire. Bien entendu, le tube central parcouru par le fluide chaud est également circulaire (non représenté) Cette structure fonctionne de la même façon que celle de la figure 7 et par sa constitution est omnidirectionnelle, la-direction du vent n'ayant pas d'in- fluence sur le rendement. Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 9, l'appareil 45 constituant un étage de fractionnement travaillant à une pression déterminée comporte essentiellement deux enceintes respectivement froide formant condenseur 46 et chaude formant évaporateur 47 fermées de façon étanche et communiquant entre. elles, avantageusement au travers d'un garnissage poreux formant dévésiculeur 48 Le condenseur 46 est pourvu d'ailettes 49 externes exposées au vent froid schématisé par les flèches 50, tandis que l'évaporateur est placé au contact de la source chaude, par exemple de l'eau tiède, vers 20 ou 300 C s'écoulant comme schématisé par les flèches 51 Dans le condenseur 46 et sur les parois internes de cette enceinte ruisselle le film m'' froid qui va s'enrichir en vapeur de solvant volatil qui s'évapore du film chaud m' s'écoulant sur la paroi interne de l'enceinte 47 chaude formant évaporateur Le mélange M à séparer est amené comme indiqué aux figures 1 à 3 en tête du condenseur 46 pour alimenter les films mi' et en tête de l'évaporateur 47 pour alimenter les-films m' En bas du conden- seur, on recueille le distillat d enrichi en solvant volatil et en bas de l'évaporateur 47 on recueille le résidu appauvri en solvant volatil La figure 10 montre un groupement de quatre étages en série de tels appareils connectés selon une organisation identique à celle de la figure 3 Trois pompes repérées 52, 53, 54 permettent de faire passer les distillats dl, d 2, d 3 recueil- lis aux trois premiers étages en tête des évaporateurs à pression supérieure des étages de rang supérieur Les conditions de fonc- tionnement de l'installation étant supposées identiques à celles de l'installation décrite en relation avec la figure 3, on retrouve en tête du premier étage et au pied du dernier étage les mêmes résidus et distillats préparés à partir de la même solution d'approvisionnement, de sorte que la description du fonctionnement de cette installation ne sera pas répétée. Pour son fonctionnement, il suffira en pratique que les condenseurs soient exposés au vent froid, tandis que les évapo- rateurs seront baignés dans une enceinte répérée 55 qui contien- dra par exemple de l'eau résiduaire à la température de la source chaude. Bien entendu, et comme pour le schéma de la figure 3, un nombre quelconque d'étages peut être utilisé en série, le nombre étant d'autant plus grand que l'on veut réaliser une séparation plus poussée. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 11, on optimise le rendement d'échange des tubes ailetés refroidis par le vent en montant ces tubes à l'intérieur d'une structure directionnelle canalisant le vent. Selon l'exemple illustré à la figure 11, neuf tubes d'échange ailetés 57 sont montés sur une plate-forme fixe 58. Cette plate-forme est entourée par un plateau annulaire tournant 59 sur lequel se dressent les deux parois 60 d'une tuyère direc- tionnelle dans laquelle s'engouffre le vent selon les flèches 61. La tuyère est orientée par une plaque 62 formant queue de gi- rouette se plaçant automatiquement dans le lit du vent et soli- daire du plateau tournant 59 Ainsi est canalisé sur les tubes 57 un flux maximum d'air augmentant l'efficacité de la source froide que constitue le vent Les tubes 57 peuvent être des tubes tels que ceux de la figure 8 ou encore des tubes de con- denseur tels que ceux de la figure 10. On se reportera maintenant à la figure 12 dans laquelle on a décrit une application de l'invention au chauffage d'un fluide à relativement haute température, soit 1400 C dans l'exem- ple indiqué. L'installation décrite à la figure 12 fonctionne à par- tir d'un mélange eau/ammoniac et de condenseurs-évaporateurs du type décrit et groupés selon le schéma de la figure 10. Le séparateur repéré dans son ensemble 63 est composé de treize étages groupés en série de façon semblable aux quatre étages de la figure 10 Ces treize étages comprennent treize tubes condenseurs 64 (analogues aux tubescondenseurs 46) et treize tubes évaporateurs 65 (analogues aux tubes évaporateurs 47) (huit tubes seulement ayant été représentés sur la figure 12). Les tubes 64 sont exposés à une source de froid, par exemple le vent, qui permettra de les porter vers 100 C,-tandis que les tubes 65 sont soumis à une source de chaleur, par exemple une eau résiduaire à 30 C. En pied du premier étage d'évaporateur 651 l on recueille de l'eau pratiquement purequi sort de l'installation 63 à 300 C et qui peut éventuellement être stockée comme indiqué en 66 En pied du dernier étage de condenseur 6413 ' on recueille le dis- tillat d 13 constitué par de l'ammoniac pratiquement pur sous la pression de 9 bars qui est réchauffé à 30 VC par la source de chaleur avant de sortir de l'installation en étant éventuellement stocké comme indiqué en 67. Lorsqu'on veut produire de la chaleur à haute température, on admet en mélange dans une enceinte étanche thermiquement iso- lée 68 l'eau pure produite par l'installation ou provenant du stockage 66 et l'ammoniac pur produit par l'installation ou provenant du stockage 67 Dans ces conditions, le mélange se fait de façon adiabatique, c'est-àdire sans apport de chaleur extérieure, et produitun-mélange à 7,5 % d'ammoniac à 1450 C sous la pression de 9 bars, l'augmentation de température prove- nant de l'abandon de la chaleur de dilution des solutions Cette chaleur est extraite de l'enceinte 68 par un circuit d'échange 69 constitué par exemple par un serpentin d'eau sous pression pouvant ainsi produire de la chaleur par exemple à 140 'C pour toute utilisation appropriée 70. La solution mélangée sortant du mélangeur 68 traverse un échangeur de chaleur 71 qui assure le préchauffage de l'eau et de l'ammoniac jusque vers 1350 C avant leur alimentation au mélangeur 68 comme indiqué à la figure Le mélange M sort de l'échangeur vers 40 çC avec une concentration d'ammoniac ramenée à 7,5 % Cette solution de mélange est ramenée dans l'installa- tion 63, précisément entre le deuxième et le troisième étages de l'installation, deux étages assurant la production du résidu rn d'eau pure et onze étages la production du distillat d 13 d'ammoniac pur L'installation peut servir par exemple à la préparation de vapeur d'eau moyenne pression à partir comme source froide du vent froid et comme source chau&ed'eau rési- duaire vers 300 C, l'installation ne comportant pratiquement aucun organe mécanique à part quelques pompes de circulation de liquide, le fonctionnement est très fiable et la consommation énergétique très faible. On se reportera maintenant à la figure 13 dont le schéma ne diffère de celui de la figure 3 que par les points suivants 1 Le distillat issu de l'étage N est introduit en tête de l'étage (n+I) du côté du film froid (et non pas du film chaud), sauf pour le dernier. 2 Le résidu issu de l'étage n-est introduit en tête de l'étage (n-1), du côté chaud (et non plus du côté froid). 3 Le premier et le dernier étages ne comportent aucun cir- cuit de recyclage des produits. Le schéma de cette figure a l'avantage d'être plus simple et de consommer moins d'énergie que celui de la figure 3. REVENDICATIONS 1 Procédé de séparation d'une solution de composition déterminée "distillat" (d) et appauvrie-en solvant ou "résidu' (r). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les températures de la source chaude et de la source froide sont peu différentes, par exemple de 20 à 30 'C, lesdites sources étant trouvées dans l'environnement ambiant. 3 Procédé-selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la source froide est constituée par l'air ambiant ou "vent froid extérieur". 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source chaude est constituée par la chaleur géothermique, la chaleur issue d'un capteur solaire et/ou des sources de rejets thermiques naturels ou artificiels à bas niveau. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise plusieurs séparations successi- ves en cascade travaillant à des températures sensiblement identiques et à des pressions différentes étagées, l'étage de rang N recevant comme solution à séparer le distillat (d) de l'é- tage de rang inférietr(n-1) et le résidu (r) de l'étage de rang supérieur (n+ 1), le résidu final étant obtenu au premier-étage de l'ins- tallation et le distillat final étant obtenu au dernier étage 7 i de l'installation. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le résidu (rn+l) de l'étage (n+l) est introduit à l'étage n côté formation du distillat (d) et le distillat (d 1) de l'étage (n-l) est introduit à l'étage N côté formation du ré- sidu (rn) et le résidu final ainsi que le distillat final sont en partie recyclés respectivement au premier étage côté forma- tion du résidu (rl) et au dernier étage côté formation du dis- tillat (d N). 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le résidu (r n+ l) de l'étage (n+l) est introduit à l'étage n, côté formation du résidu (r) et le distillat (dn_ 1) de l'étage (n-1) est introduit à l'étage n, côté formation du dis- tillat (dn). 8 Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caracté- risé en ce que la solution intiiale M à séparer est introduite à un étage intermédiaire de la cascade. 9 Procédé de chauffage à une température donnée formant pompe thermodynamique à chaleur utilisant essentiellement un transfert de chaleur entre une source chaude et une source froide à niveaux inférieurs à la température de chauffage sou- haitée et utilisant la chaleur de remélangeage de deux solutions réactives fortement non idéales d'un "résidu" (r) et d'un distillat (d) préparés dans une unité de séparation mise en oeuvre selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé étant caractérisé en ce que ledit résidu (r) et ledit distillat (d) sont mélangés sous la pression appropriée dans un mélangeur ( 68) étanche dans lequel la chaleur de re- mélangeage est dissipée et récupérée pour l'utilisation ( 70) et la solution mélangée est renvoyée en tête de l'unité de séparation ( 63) après traversée d'un échangeur de chaleur ( 71) assurant le préchauffage du résidu (r) et du distillat (d) avant leur introduction audit mélangeur. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des sources froide ou chaude au moins étant constituée par l'air ambiant mis en mouvement et additionné ou non d'eau sous forme quelconque, la partie des appareils qui est au contact de la source en question est formée d'une surface ( 14, 24, 44) recevant intérieurement le mélange M à séparer qui ruisselle sur elle sous forme d'un film mince (m) et recevant extérieurement des ailettes d'échange thermique placées sensi- blement parallèlement à la direction du "vent". 11 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'une des sources froide ou chaude au moins étant consti- tuée par l'air ambiant mis en mouvement et additionné ou non d'eau sous forme quelconque, et l'autre étant constituée par un fluide caloporteur tel que de l'eau, lesdits appareils ont la forme de tubes ( 41, 41 ') ailetés extérieurement sur la paroi interne desquels ruisselle une partie du mélange à séparer et comportant un tube intérieur ( 34) parcouru intérieurement par ledit fluide caloporteur et sur la paroi extérieure duquel cir- cule l'autre partie du mélange à séparer, lesdits tubes étant disposés sensiblement verticalement et recevant à leur partie haute le mélange à séparer M, le résidu (r) et le distillat (d) formés étant recueillis en partie basse. 12 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits tubes ailetés ( 41) ont un profilé aérodynamique en aile d'avion, ellipse ou analogue. 13 Appareil selon la revendicationl ou la revendication 11, caractérisé en ce que les tubes ailetés ( 57) sont montés sur une embase ( 58) qui porte une structure orientable ( 59, 60, 62) de canalisation du vent en direction desdits tubes. 14 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'ils sont constitués essentiellement de deux tubes ( 46, 47) communiquant par une extrémité, l'un desdits tubes ( 46) sou- mis extérieurement au contact de la source froide recevant en partie haute intérieurement le mélange M à séparer, et une solu- tion formant distillat (d) étant recueillie à sa base, l'autre desdits tubes ( 47) soumis extérieurement au contact de la sour- ce chaude recevant en partie haute intérieurement le mélange M à séparer, et une solution formant résidu (r) étant recueillie à sa base. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits tubes sont disposés sensiblement coaxialement en superposition. lFr çi Es\RNER / 76009 PARIS