Brevet FR2763324A1 — publié le 19981120

La présente invention concerne un procédé de production de sel à partir de l'eau de mer qui pennet de tirer efficacement le meilleur parti possible de la chaleur de gaz de combustion provenant d'un dispositif de combustion tel qu'une chaudière et qui utilise un sécheur à tambour rotatif. Le sel marin (sel naturel chlorure de sodium) produit par évaporation de l'eau de mer au soleil dans les marais salants contient en quantité suffisante d'autres composants comprenant le calcium, le magnésium et environ 60 autres composants mineurs et est une substance bénéfique pour la santé de l'être humain. Toutefois, la production de sel marin diminue tous les ans du fait de la pollution de l'eau de mer ou du fait qu'il est difficile de trouver un site convenant pour un marais salant. Un procédé dans lequel l'eau de mer est introduite dans une installation dans laquelle du sel est obtenu par un procédé électrique au moyen d'un film de résine échangeuse d'ions, tel qu'il est décrit par exemple dans la demande de brevet japonais publiée n" Showa 63-27290 est adopté localement. Toutefois, contrairement au sel naturel, le sel obtenu par ce procédé contient les composants évoqués en quantités bien plus faibles et, en particulier, les teneurs en calcium, en magnésium et en certains autres éléments qui sont très importants comme nutriments pour l'organisme humain sont particulièrement faibles. De ce fait, ce sel est bien inférieur au sel naturel comme sel de table. C'est pourquoi, la présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de produire aisément, efficacement et de manière économique à partir de l'eau de mer du sel naturel de qualité stable qui contient du calcium, du magnésium et d'autres éléments importants comme nutriments pour l'organisme humain en tirant le meilleur parti possible de la chaleur des gaz de combustion ou de la vapeur produits par un dispositif de combustion tel qu'une chaudière. Pour atteindre ce but, dans un mode de réalisation de la présente invention, il est fourni un procédé de production de sel à partir de l'eau de mer qui comprend les étapes de mesure de la température d'un sécheur du type à tambour rotatif disposé dans un passage de gaz de combustion provenant d'un dispositif de combustion tel qu'une chaudière, de dégouttement ou d'application d'eau de mer sur la surface extérieure du tambour rotatif du sécheur pour évaporer l'eau tout en réglant le débit de l'eau de mer en fonction de la température mesurée, de retrait du sel restant qui adhère à la surface extérieure du tambour rotatif et de récupération du sel retiré. A titre d'exemple. une usine de transformation de produits de la mer comprend habituellement un dispositif de combustion tel qu'une chaudière et est habituellement située à proximité de la mer. Dans une telle usine, bien que la température de la surface extérieure d'un conduit de gaz de combustion provenant d'un dispositif de production atteigne normalement une valeur aussi élevée que 100"C ou plus et qu'une très grande quantité de chaleur soit dégagée, cette chaleur est peu utilisée jusqu'à maintenant. Dans ce type d'usine, le procédé de production de sel selon la présente invention peut être mis en oeuvre simplement et de manière économique en installant un sécheur du type à tambour rotatif dans un passage de gaz de combustion, au moyen d'un équipement existant, et en introduisant de l'eau de mer dans le sécheur. Il est à noter que le procédé selon la présente invention peut etre appliqué non seulement à ce type d'usine mais aussi à d'autres installations dans lesquelles il est possible d'utiliser la chaleur de gaz de combustion. Grâce au procédé de production de sel selon la présente invention, il est possible d'obtenir aisément et de manière économique à partir de l'eau de mer du sel naturel qui contient du calcium, du magnésium et d'autres éléments qui sont importants comme nutriments pour l'organisme humain en tirant le meilleur parti possible de la chaleur de gaz de combustion évacués par exemple par une usine de transformation de produits de la mer. Du fait que l'on mesure la température du sécheur et que l'on met en contact par dégouttement ou application l'eau de mer avec la surface extérieure du tambour du sécheur tout en réglant le débit de l'eau de mer en fonction de la température mesurée, on peut obtenir un sel de qualité stable quelles que soient les variations de température des gaz de combustion. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention il est fourni un procédé de production de sel à partir d'eau de mer qui comprend les étapes d'introduction de vapeur en tant qu'agent chauffant dans un sécheur du type à tambour rotatif, de dégouttement ou d'application d'eau de mer sur la surface extérieure du tambour rotatif du sécheur pour évaporer l'eau tout en commandant le degré de séchage du sel restant qui adhère à la surface extérieure du tambour rotatif, de retrait du sel de la surface extérieure du tambour rotatif et d'introduction du sel retiré dans un convoyeur agitateur à séchage à la vapeur dans lequel de la vapeur est introduite comme agent chauffant de sorte que le sel est séché tout en étant agité et transporté par le convoyeur agitateur à séchage à la vapeur. De préférence, le convoyeur agitateur à séchage à la vapeur reçoit la vapeur dans la cavité d'une paroi périphérique d'un conduit du convoyeur et transporte le sel introduit dans le conduit en agitant le sel au moyen de pales d'agitation et de transport. Une usine de transformation de produits de la mer comporte souvent une source de production de vapeur. Dans une usine de ce type. il est possible de produire du sel de manière simple et économique à partir de l'eau de mer en utilisant la source de production de vapeur existante en l'état. Par ailleurs. lorsqu'une nouvelle source de production de vapeur est installée, du fait que la vapeur est facile à manipuler et que le courant de rejet à haute température sortant d'un sécheur du type à tambour rotatif peut être recyclé dans la source de production de vapeur qui peut l'utiliser en l'état, il est possible de réduire les coûts de production du sel. Grâce au procédé selon l'invention. il est possible de produire aisément et de manière économique à partir de l'eau de mer, en tirant le meilleur parti possible de la chaleur de la vapeur, du sel naturel qui contient du calcium, du magnésium et d'autres éléments qui sont importants comme nutriments pour l'organisme humain. Comme le sel retiré du tambour rotatif du sécheur est séché tout en étant agité et transporté par le convoyeur agitateur à séchage à la vapeur dans lequel de la vapeur est introduite comme agent chauffant. il est possible également de réaliser de manière économique le séchage du sel en tirant le meilleur parti possible de la vapeur. Par ailleurs, comme on commande le degré approprié de séchage du sel sur la périphérie extérieure du tambour du sécheur, le sel étant ensuite séché suffisamment par le convoyeur agitateur à séchage à la vapeur, la vapeur sortant du tambour ne contient pas de sel de sorte qu'il est possible d'obtenir efficacement de l'eau douce à partir de cette vapeur. Grâce au convoyeur agitateur à séchage à la vapeur qui sèche le sel provenant du tambour en recevant de la vapeur dans la cavité de la partie périphérique de son conduit et en transportant le sel dans ce conduit tout en agitant le sel au moyen des pales d'agitation et de transport, le sel peut être séché et transporté efficacement. Dans les deux modes de réalisation selon la présente invention, pour augmenter le rendement du procédé, le tambour du sécheur a de préférence une configuration horizontale allongée et l'eau de mer est mise en contact par dégouttement ou application avec la partie supérieure de la surface extérieure du tambour et, lorsque le tambour tourne, le sel restant est retiré de la surface extérieure du tambour rotatif par une unité de retrait prévue en une position distante de la position à laquelle l'eau de mer est introduite dans le sens de rotation du tambour rotatif. Ceci permet une évaporation efficace de l'eau de mer et un retrait efficace du sel du tambour rotatif. De préférence. I'eau de mer est mise en contact par dégouttement ou application avec la surface extérieure du tambour après avoir été filtrée et préchauffée afin d'améliorer le rendement du procédé. De préférence également, la vapeur produite sur la surface du tambour rotatif est récupérée par une unité de récupération de vapeur puis refroidie pour produire de l'eau douce par un refroidisseur qui utilise l'eau de mer comme réfrigérant. Ceci permet de produire efficacement à partir de l'eau de mer de l'eau douce qui constitue un sous-produit de la fabrication du sel. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés où les mêmes parties ou éléments sont désignés par des signes de référence identiques et dans lesquels la figure 1 est un schéma d'un système de production de sel auquel est appliqué un mode de réalisation du procédé selon la présente invention la figure 2 est une vue schématique montrant un agencement d'une unité d'introduction d'eau de mer par dégouttement ou application, d'un élément de retrait et d'un convoyeur à vis sans fin équipant un sécheur à tambour rotatif du système de production de sel représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est un tableau montrant les composants du sel obtenu par le système de production de sel de la figure 1 et d'un sel raffiné commercialisé actuellement, à titre de comparaison; la figure 4 est un schéma d'un autre système de production de sel auquel est appliqué un mode de réalisation du procédé selon la présente invention la figure 5 est une vue de dessus d'un convoyeur agitateur à séchage à la vapeur utilisé dans le système de production de sel représenté sur la figure 4 ; et la figure 6 est une vue en coupe transversale du convoyeur agitateur à séchage à la vapeur représenté sur la figure 5. Les figures 1 et 2 montrent un système de production de sel auquel est appliqué un mode de réalisation du procédé selon l'invention. La figure I représente une usine classique de transformation de produits de la mer ou analogue dans laquelle des gaz de combustion provenant d'un dispositif de combustion 1 tel qu'une chaudière sont évacués par une cheminée 3 à l'air libre au travers d'un conduit de gaz de combustion 2. Dans ce système, un sécheur 4 du type à tambour rotatif est disposé dans une partie du conduit de gaz de combustion 2 qui s'étend horizontalement de sorte que les gaz de combustion provenant du dispositif de combustion 1 traversent le cylindre rotatif allongé horizontalement 5 du sécheur 4 pour chauffer le cylindre 5 avant d'être évacués par la cheminée 3. Les extrémités opposées du cylindre 5 du sécheur 4 sont soutenues en rotation par des paliers 6 montés dans le conduit de gaz de combustion 2. Une chaîne 10 relie une roue dentée 7 prévue sur la périphérie extérieure d'une extrémité du tambour 5 à une autre roue dentée 9 prévue sur un moteur 8 de sorte que le tambour 5 est entraîné en rotation par le moteur 8 dans le sens indiqué par la flèche. En même temps, de l'eau de mer est pompée depuis la mer par une pompe à eau de mer 11 pour être ensuite filtrée dans un réservoir de filtration 12. Puis, I'eau de mer est préchauffée dans un réservoir de préchauffage 13 puis pompée dans le sécheur 4 par une pompe à eau de mer 14 en passant dans une conduite d'introduction d'eau de mer 15. Comme source de chaleur pour le réservoir de préchauffage 13 il est possible d'utiliser la chaleur d'une partie des gaz de combustion provenant du dispositif de combustion 1, de l'eau chaude produite par l'usine ou une autre substance de rejet analogue. Comme le montrent les figures l et 2, une unité 16 allongée horizontalement pour introduire l'eau de mer par dégouttement ou application est disposée parallèlement à l'axe du tambour 5 du sécheur 4 au-dessus de la périphérie extérieure du tambour 5. L'unité 16 introduit par dégouttement ou application l'eau de mer pompée par la pompe 14 sur la partie supérieure de la périphérie extérieure du tambour 5. Lorsque l'unité introduit l'eau de mer par dégouttement, elle peut être composée par exemple d'une conduite comportant un grand nombre de petits trous, mais lorsque l'unité introduit l'eau de mer par application elle peut être composée par exemple d'un élément d'infiltration ou d'imprégnation résistant à la chaleur placé dans la cavité d'une conduite et entrant en contact par glissement avec la surface extérieure du tambour 5. Pour régler automatiquement la quantité d'eau de mer qui doit être introduite en fonction de la température de surface du sécheur 4, il est prévu un capteur de température 17 au niveau de l'entrée des gaz de combustion sur la périphérie extérieure du cylindre 5, et la pompe à eau de mer 14 est commandée par l'intermédiaire d'un inverseur 18 en réponse à un signal émis par le capteur de température 17. Il est à noter que, bien que la position du capteur de température 17 ne soit pas limitée à la position spécifique qui vient d'être mentionnée, ce capteur doit être situé de manière qu'il soit influencé le moins possible par une chute de température due à l'eau de mer introduite par l'unité 16. Après avoir été mise en contact avec la surface extérieure du cylindre 5, I'eau est évaporée par le cylindre 5 étant donné que celui est chauffé. tandis que le sel se dépose sur la surface extérieure du tambour 5. Pour retirer le sel ainsi déposé il est prévu au niveau du cylindre 5 un élément de retrait 19 allongé horizontalement. Cet élément de retrait 19 est situé de préférence le plus loin possible de la position de dégouttement ou d'application de l'eau de mer dans le sens de rotation du cylindre 5. Au-dessus du cylindre 5 il est prévu une unité de récupération de vapeur 20 pour récupérer la vapeur produite à partir de l'eau de mer au niveau du sécheur et un refroidisseur 21 qui communique avec l'unité 20. D'autre part, un convoyeur à vis sans fin 23 destiné à recevoir le sel retiré par l'élément de retrait 19 par l'intermédiaire d'une trémie 22 et à transporter le sel jusqu'à une unité de raffinage (non représentée) est disposé sous le cylindre 5. Il est à noter que des garnitures à haute température sont prévues entre les faces de contact du conduit de gaz de combustion 2 et du cylindre 5 et entre les faces de contact du cylindre 5 et de la cheminée 3 pour empêcher des fuites de gaz de combustion vers l'extérieur afin d'éviter une pollution de l'intérieur de l'usine. Dans l'appareillage décrit ci-dessus, I'eau de mer pompée depuis la mer par la pompe à eau de mer 11 est filtrée dans le réservoir de filtration 12 et préchauffée dans le réservoir de préchauffage 13 puis mise en contact par dégouttement ou application avec la surface extérieure du cylindre rotatif 5 du sécheur tandis que le débit de l'eau de mer est réglé automatiquement en fonction de la température du sécheur 4 de sorte que, si la température baisse, le débit est réduit, tandis que si la température augmente, le débit augmente. L'eau est évaporée au niveau du cylindre 5 et est récupérée par l'unité de récupération de vapeur 20, tandis que le sel restant adhère à la surface extérieure du cylindre 5 et est séché par ce cylindre après quoi il est retiré par l'élément de retrait 19 et tombe dans le convoyeur à vis sans fin 23 dans lequel il est transporté jusqu'à l'unité de raffinage dans laquelle il est raffiné en sel de table. Une conduite de refroidissement en spirale 24 est disposée à l'intérieur du refroidisseur 21 et l'eau de mer est amenée à circuler comme agent réfrigérant dans cette conduite 24. Par conséquent, la vapeur qui pénètre dans l'unité de récupération de vapeur 20 est refroidie par l'eau de mer et récupérée sous forme d'eau douce. En appliquant réellement le procédé décrit ci-dessus, on a obtenu 35 kg de sel de table à partir de 1 000 kg d'eau de mer propre provenant de la partie septentrionale de l'île japonaise du Hokkaido. Les composants de ce sel de table sont indiqués sur la figure 3 ainsi que ceux d'un sel raffiné commercialisé actuellement. Les figures 4, 5 et 6 montrent un système de production de sel auquel est appliqué un autre mode de réalisation du procédé selon la présente invention. On voit sur la figure 4 que le système de production de sel comprend une pompe à eau de mer 11, un réservoir de filtration 12, un réservoir de préchauffage 13, une conduite d'introduction d'eau de mer 15, une unité de dégouttement ou d'application d'eau de mer 16, un élément de retrait 19. une unité de récupération de vapeur 20 et un refroidisseur 21 qui sont semblables à ceux du système de production de sel décrit ci-dessus et représenté sur les figures 1 et 2. Le système de production de sel représenté sur la figure 4 utilise comme agent chauffant de la vapeur à la place des gaz de combustion. Ainsi, la vapeur provenant d'un appareil de production de vapeur non représenté est introduite dans le cylindre 5 du sécheur 4. Comme la température de la vapeur est sensiblement fixée, le système de production de sel représenté sur la figure 4 ne comporte pas le capteur de température 17, I'inverseur 18 et la pompe à eau de mer 14 qui sont prévus dans le système de production de sel représenté sur la figure 1. Toutefois, il est possible de détecter une variation de température de l'eau de mer pour régler le débit de l'eau de mer en utilisant les organes 17, 8 et 14 de même que dans le système représenté sur la figure 1. La vapeur introduite dans le cylindre 5 et utilisée pour évaporer l'eau de mer quitte ensuite le cylindre 5 pour parvenir dans un piège ou séparateur 25 et être ensuite évacuée sous forme d'eau de rejet. Le sel qui adhère à la surface extérieure du cylindre 5 et qui est retiré par l'élément de retrait 19 est ensuite introduit dans un convoyeur agitateur à séchage à la vapeur 26 situé sous le sécheur 4. Puis, le sel est agité et séché dans ce convoyeur 26 et ensuite introduit dans une unité de raffinage. Si le sel est séché de manière excessive sur la périphérie extérieure du tambour 5, il est en partie entraîné par la vapeur, ce qui dégrade les performances de production d'eau douce de l'unité de récupération de vapeur 20 et du refroidisseur 21. De ce fait, le séchage du sel sur la périphérie extérieure du cylindre 5 est commandé à un degré approprié, et un séchage suffisant est réalisé par le convoyeur 26. Les figures 5 et 6 montrent un exemple de construction du convoyeur agitateur à séchage à la vapeur 26. Ce convoyeur 26 est construit de telle manière que la paroi périphérique d'un conduit 27 de section droite semi-circulaire soit creuse pour permettre l'introduction de la vapeur de la même manière que dans le cylindre 5. Il est prévu un grand nombre de pales d'agitation et de transport 28 qui sont montées sur un arbre rotatif 29 dans le conduit 27 de manière à tourner simultanément. Ainsi. le sel retiré sur la périphérie extérieure du cylindre 5 et introduit dans le conduit 27 est transporté tout en étant agité par les pales d'agitation et de transport 28 et est chauffé et séché par la vapeur introduite dans la cavité de la paroi périphérique du conduit 27. Il est à noter qu'il est possible d'utiliser aussi de la vapeur comme source de chaleur pour l'inverseur 18, lorsque celui-ci est présent. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de sel à partir d'eau de mer. caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de mesure de la température d'un sécheur (4) du tope à tambour rotatif disposé dans un passage de gaz de combustion (2) provenant d'un dispositif de combustion tel qu'une chaudière (1), de mise en contact d'eau de mer par dégouttement ou application avec une surface extérieure d'un tambour rotatif (5) dudit sécheur pour évaporer l'eau de l'eau de mer tout en réglant le débit de l'eau de mer en fonction de la température mesurée, de retrait du sel restant qui adhère à la surface extérieure dudit tambour et de récupération du sel retire. 2. Procédé de production de sel à partir d'eau de mer, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes d'introduction de vapeur en tant qu'agent chauffant dans un sécheur (4) du type à tambour rotatif, de mise en contact d'eau de mer par dégouttement ou application avec une surface extérieure d'un tambour rotatif (5) dudit sécheur pour évaporer l'eau de l'eau de mer tout en commandant le degré de séchage du sel restant qui adhère à la surface extérieure dudit tambour, le retrait du sel de la surface extérieure dudit tambour et l'introduction du sel retiré dans un convoyeur agitateur à séchage à la vapeur (26) dans lequel de la vapeur est introduite comme agent chauffant de sorte que le sel est séché tout en étant agité et transporté par ledit convoyeur agitateur à séchage à la vapeur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit convoyeur agitateur à séchage à la vapeur (26) reçoit la vapeur dans une cavité d'une paroi périphérique de son conduit et transporte le sel introduit dans ledit conduit tout en agitant le sel au moyen de pales d'agitation et de transport (28). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit tambour (5) a une configuration allongée horizontalement et l'eau de mer est mise en contact par dégouttement ou application avec la partie supérieure de la surface extérieure dudit tambour et, lorsque ledit tambour tourne, le sel restant est retiré par un élément de retrait (19) de la surface extérieure dudit tambour en une position distante de la position à laquelle l'eau de mer est mise en contact avec la surface dans le sens de rotation dudit tambour. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'eau de mer est mise en contact par dégouttement ou application avec la surface extérieure dudit tambour après avoir été filtrée et préchauffée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vapeur qui se dégage verticalement depuis ledit tambour est récupérée par une unité de récupration de vapeur (20) puis refroidie pour produire de l'eau douce par un refroidisseur (21) qui utilise l'eau de mer comme agent réfrigérant.