Brevet FR2529469A1 — publié le 19840106

La présente invention concerne un procédé de concentration par évaporation en un ou plusieurs stades d'un produit liquide chaud avec chauffage simultané d'un fluide autre que le produit liquide à concentrer au moyen des calories dudit produit liquide. Dans les procédés connus de ce type, le fluide est généralement chauffé au moyen de vapeur prélevée sur la vapeur créée par L'évaporation du produit liquide à concentrer. La température à laquelle peut être porté le fluide est toutefois limitée et fonction des conditions d'évaporation, cette température étant généralement nettement inférieure à celle du produit liquide à concentrer. Dans le but de pallier à cet inconvénient, la Demanderesse propose un procédé du type de celui rappelé en préambule et qui se caractérise en ce qu'il consiste à soumettre, avant évaporation, le produit liquide chaud à concentrer, à uneou plusieurs détentes successives, la vapeur produite par chacune de ces détentes étant utilisée pour chauffer le fluide. On comprendra que grâce à cette disposition, la température à laquelle il est possible de porter ledit fluide n'est plus tributaire des conditions d'évaporation et elle pourra atteindre des valeurs relativement proches de la température du produit liquide à concentrer, ce qui constitue un avan tage évident quand la température du produit liquide chaud à concentrer est élevée et est en particulier supérieure à sa température d'évaporation dans le premier stade d'évaporation. Avantageusement, le nombre et/ou les conditions de détente sont choisis de manière à abaisser la température du produit liquide jusqu'au voi sinage de sa température d'évaporation dans le premier stade d'évaporation. Il est à noter par ailleurs que lorsque le produit liquide est soumis à plusieurs détentes successives, la vapeur produite par chaque détente est de préférence utilisée pour chauffer le fluide déjà chauffé par la vapeur produite par la détente suivante. L'évaporation pourra être du type à simple effet ou à effet multi ple, et notamment à recompression mécanique de vapeur ou à thermocompression de vapeur. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit ci-après en référence au dessin annexé dont la figure unique représente une installa tion permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et dans laquelle le produit chaud à concentrer est soumis à une double détente avant d'être évaporé dans un évaporateur à double effet. Cette installation comprend en particulier deux enceintes de détente 1,2 pourvues chacune à sa partie haute d'une arrivée de produit liquide 3,4, ces arrivées qui s'étendent à l'intérieur desdites enceintes 1,2 se terminant par un moyen de pulvérisation quelconque (non représenté) apte à disperser le produit liquide dans l'enceinte. L'enceinte 1 est par ailleurs pourvue à sa base d'un conduit d'extraction 5, relié à l'aspiration d'une pompe d'extraction 6 dont le refoulement est relié à l'arrivée 4 de l'enceinte 2. De même, cette dernière est pourvue à sa base d'un conduit d'extraction 7 relié à l'aspiration d'une pompe d'extraction 8 dont le refoulement 9 débouche dans la chambre d'alimentation 10 du premier effet il d'un évaporateur à double effet 11, 12.D'une manière connue en soi, les effets 11, 12 comprennent une chambre d'alimentation 10, 10a reliée par un faisceau tubulaire disposé dans un corps de chauffe 13, 13a, à une chambre de réception 14, 14a disposée à l'aplomb de la chambre d'alimentation 10, 10a. La chambre de réception 14 du produit liquide concentré dans l'effet 11 est pourvue, d'une part à sa partie haute d'un conduit 15 débouchant dans un séparateur vapeur-liquide 16 et, d'autre part à sa base d'un conduit d'extraction 17 relié à l'aspiration d'une pompe d'extraction 18 dont le refoulement est relié à un conduit 19 débouchant dans la chambre d'alimentation 10a de l'effet 12.De la même manière que l'effet 11, l'effet 12 est pourvu d'un conduit d'extraction 17a, d'une pompe d'extraction 18a, d'un conduit de refoulement 19a et d'un conduit 15a débouchant dans un séparateur vapeur-liquide 16a. D'autre part, le séparateur 16 est muni à sa partie haute d'un conduit 20 débouchant dans le corps de chauffe 13a de l'effet 12, ce conduit 20 portant une dérivation 21 reliée à l'aspiration d'un compresseur mécanique 22 dont le refoulement 23 débouche dans le corps de chauffe 13 de l'effet 11. Le séparateur 16a est é# ement muni à sa partie haute d'un conduit 20a relié à une source de vide (non représentée). L'installation comprend en outre un premier échangeur de chaleur par surface 24 comportant un circuit de fluide à chauffer, disposé entre une arrivée 25 de fluide à chauffer et une sortie 26 de fluide chauffé et un second échangeur de chaleur par surface 27 comportant un circuit de fluide à chauffer, disposé entre une arrivée de fluide confondue avec la sortie 26 et une sortie de fluide chauffé 28. Ces échangeurs 24 et 27 comportent en outre chacun un circuit chauffage. L'entrée du circuit chauffage de l'échangeur 24 est reliée par un conduit 29 à la partie haute de l'enceinte 2 et l'entrée du circuit chauffage de l'échangeur 27 est relié par un conduit 30 à la partie haute de l'enceinte 1. La sortie desdits circuits chauffage est pour sa part connectée à un conduit d'évacuation 31, 32 des condensats. Le produit liquide chaud à concentrer, qui peut par exemple être cons titué par de la liqueur noire de papeterie, pénètre par l'arrivée 3 dans lten- ceinte 1 dans laquelle est maintenu un vide donné. Le produit y subit une première détente avant d'être dirigé via le conduit 5, la pompe 6 et le conduit 4 dans l'enceinte 2 maintenue à un vide plus profond que l'enceinte 1. Le produit liquide subit une deuxième détente dans l'enceinte 2 avant d'être dirigée via le conduit 7, la pompe 8 et le conduit 9 dans la chambre d'alimentation 10 de l'effet 11. Ce produit liquide traverse ensuite le faisceau tubulaire de l'effet 11 où il subit une évaporation puis est amené de la base de la chambre de réception 14 en tête de l'effet 12, c'est-à-dire dans la chambre d'alimentation 10a de ce dernier, via le conduit 17, la pompe 18 et le conduit 19.Le produit liquide subit ensuite une deuxième évaporation dans le faisceau tubulaire de l'effet 12, puis est extrait de la base de la chambre 14a par la pompe 18a. Une partie de la vapeur créée par l'évaporation du produit liquide dans l'effet 11 passe quant à elle dans le corps de chauffe 13a (qui est à un vide légèrement plus profond que le corps de chauffe 13) via les conduits 15, 20 et le séparateur 16. Le reste de la vapeur créée par évaporation dans l'effet 11 est comprimée dans le compresseur mécanique 22 avant d'être dirigée par le conduit 23 dans le corps de chauffe 13. Quant à la vapeur créée par l'évapora- tion du produit liquide dans L'effet 12, elle se dirige vers la source de vide via les conduits 15a, 20a et le séparateur 16a. La vapeur produite par la détente dans l'enceinte 1 est pour sa part introduite par le conduit 30 dans le circuit chauffage de l'échangeur 27 où elle cède ses calories au fluide à chauffer pénétrant dans le circuit de fluide de l'échangeur 27 par le conduit 26 et en sortant par le conduit 28. De même, la vapeur produite par la détente dans l'enceinte 2 pénètre par le conduit 29 dans le circuit chauffage de l'échangeur 24 où elle cède ses calories au fluide à chauffer qui pénètre dans le circuit de fluide de l'échangeur 24 par le conduit 25 et en sort par le conduit 26. Le fluide à chauffer pourra par exemple être de l'eau. Il est à noter que, s'il n'y a pas d'inconvénient à mélanger ce fluide à la vapeur produite par les détentes successives, les échangeurs 24 et 27 pourront être du type par mélange. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention, si dans l'installation qui vient d'être décrite, on mettait en oeuvre plus de deux enceintes de détentes associées chacune à un échangeur de chaleur, ou un évaporateur comportant plus de deux effets, ou un évaporateur qui comporterait un ou plusieurs simple effet, ou encore si on utilisait un thermo-compresseur en lieu et place du compresseur mécanique 22. Enfin, il est à remarquer que dans le cas où l'évaporateur est constitué par un multiple effet, le produit liquide issu de la dernière enceinte de détente (en l'occurrence l'enceinte 2) pourrait être introduit dans un autre effet que le premier. REVENDICATIONS 1. Procédé de concentration par évaporation en un ou plusieurs stades d'un produit liquide chaud avec chauffage simultané d'un fluide autre que le produit liquide à concentrer au moyen des calories dudit produit liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre, avant évaporation, le produit liquide chaud à concentrer, à unecu plusieurs détentes successives,la vapeur produite par chacune de ces détentes étant utilisée pour chauffer le fluide 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du produit liquide chaud à concentrer est supérieure à sa température d'évaporation dans le premier stade d'évaporation. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le nombre et/ou les conditions de détente sont choisis de manière à abaisser la température du produit liquide jusqu'au voisinage de sa température d'évaporation dans le premier stade d'évaporation. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, mettant en oeuvre plusieurs détentes successives, caractérisé en ce que la vapeur produite par chaque détente est utilisée pour chauffer le fluide déjà chauffé par la vapeur produite par la détente suivante. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évaporation est du type à simple ou à multiple effet. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'évaporation est à recompression mécanique#de vapeur ou à thermocompression de vapeur.