Brevet FR3038594A1 (20170113)
REVENDICATIONS1. Système de dessalement d'eau (1) par distillation à multiples effets (E1-Eng ; E1'-En-1' ; E1"-En-1"), comportant : - au moins un premier effet (E1; El' ; E1") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC"), comprenant un premier échangeur de chaleur (Ci ; Ci' ; Ci") dans lequel un fluide caloporteur formant une source chaude (SC ; SC' ; SC") est destiné à circuler, - au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), dans lequel de l'eau à dessaler formant une source froide (SF ; SF' ; SF") est destinée à être introduite, - au moins un ensemble (EN ; EN' ; EN") comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1"), situés entre ledit au moins un premier effet (E1; El' ; El") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC") et ledit au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), montés en série entre eux et avec ledit au moins un premier effet (E1; El' ; El") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC") et ledit au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), chaque effet central (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") comprenant un échangeur de chaleur (C2-Ce-1 ; C2'-Ce-1' ; C2"-Ceg") dans lequel circule l'eau évaporée (V1-Ve_2; Vi'-Ve2' ; V1"-Ve_2") provenant de l'effet précédent (E1-En_2; E1'-En-2' ; E1"-En-2"), - au moins un circuit de distribution (D ; D' ; D") d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (Di-De-1 ; Di'-De-1' ; Di"-De-1"), chacun situé dans un effet correspondant (E1-En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1") pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur correspondant (Ci-Cog ; Ci'-Ce_i' ; C1"-Ce_1") et former ainsi de l'eau évaporée (V1-Veg ; V1'-Veg' ; V1"-Veg") alimentant l'effet suivant (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") ou ledit au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), - au moins une sortie d'eau douce (ED ; ED' ; ED") configurée pour récupérer les eaux douces (ED2-EDe ; ED2'-EDn' ; ED2"-EDe") obtenues au niveau des effets centraux (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") et dudit échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), 3038594 30 caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'eau réchauffée (ER ; ER' ; ER") obtenue en sortie dudit au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF") forme au moins une source froide supplémentaire (SF' ; SF") alimentant au moins un échangeur de chaleur supplémentaire (Ce' ; Ce") d'entrée de source froide 5 supplémentaire (SF' ; SF"), alimentant lui-même en eau à dessaler une pluralité d'effets (E1-En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1") pour augmenter la production d'eau douce (ED ; ED' ; ED").\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une sortie de saumure (S ; S' ; S"), configurée pour récupérer les 10 saumures (Si-Sng ; S1'-Sn-1' ; 51"-Seg") obtenues au niveau des effets (E1-En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1").\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne d'introduction (Sa ; Sa' ; Sa") d'une partie des saumures (Si-Sng ; S1'-Sn-1' ; S1"- 15 Sel.") obtenues dans ledit au moins un circuit de distribution (D ; D' ; D") d'eau à dessaler.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'utilisation du gradient thermique des mers, ladite source chaude (SC ; SC' ; SC") du système (1) étant constituée par des eaux chaudes en surface des mers 20 ou océans et ladite source froide (SF ; SF' ; SF") du système (1) étant constituée par des eaux froides profondes des mers ou océans, à une profondeur supérieure ou égale à 1000 m.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - un premier sous-système (1a) de dessalement d'eau par distillation à multiples effets (E1-En-1), comprenant : - un premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC), comprenant un premier échangeur de chaleur (C1) dans lequel circule un fluide 30 caloporteur formant une première source chaude (SC), 3038594 31 - un échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF) dans lequel est introduit de l'eau à dessaler formant une première source froide (SF), - un ensemble (EN) comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2-En-1), situés entre le premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC) et 5 l'échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), montés en série entre eux et avec le premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC) et l'échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), chaque effet central (E2-En-1) comprenant un échangeur de chaleur (C2-Ce-1) dans lequel circule l'eau évaporée (V1-Ve_2) provenant de l'effet précédent (E1-En-2), 10 - un circuit de distribution (D) d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (D1-Deg), chacun situé dans un effet correspondant (E1-En-1) pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur correspondant (C1-Ce-1) et former ainsi de l'eau évaporée (V1-Veg) alimentant l'effet suivant (E2-En-1) ou ledit échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), 15 - une sortie d'eau douce (ED) configurée pour récupérer les eaux douces (ED2-EDe) obtenues au niveau des effets centraux (E2-En-1) et dudit échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), - un deuxième sous-système (lb) de dessalement d'eau par distillation à multiples effets (E1'-Eng'), comprenant : 20 - un premier effet (E1') d'entrée de source chaude (SC'), comprenant un premier échangeur de chaleur (C1') dans lequel circule un fluide caloporteur formant une deuxième source chaude (SC'), - un échangeur de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF') dans lequel est introduit de l'eau à dessaler issue du premier sous-système (1a) formant 25 une deuxième source froide (SF'), - un ensemble (EN') comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2'-Eng'), situés entre le premier effet (E1') d'entrée de source chaude (SC') et l'échangeur de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF'), montés en série entre eux et avec le premier effet (E1') d'entrée de source chaude (SC') et l'échangeur de chaleur (Ce') 30 d'entrée de source froide (SF'), chaque effet central (E2'-Eng') comprenant un échangeur 3038594 32 de chaleur (C2'-Cn_1') dans lequel circule l'eau évaporée (V1'-Ve_2') provenant de l'effet précédent (E1'-En-2'), - un circuit de distribution (D') d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (D1'-De_1'), chacun situé dans un effet 5 correspondant (E1'-En_1') pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur correspondant (C1'-Ce_1') et former ainsi de l'eau évaporée (V1'-Ve_1') alimentant l'effet suivant (E2'-En_1') ou ledit échangeur de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF'), - une sortie d'eau douce (ED') configurée pour récupérer les eaux douces (ED2'-EDe') obtenues au niveau des effets centraux (E2'-En_1') et dudit échangeur 10 de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF'), une partie de l'eau réchauffée (ER) obtenue en sortie de l'échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF) du premier sous-système (1a) formant la deuxième source froide (SF') alimentant l'échangeur de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF') du deuxième sous-système (lb), alimentant lui-même l'ensemble (EN') comprenant un ou 15 une pluralité d'effets centraux (E2'-En_1') et le premier effet (E1') d'entrée de source chaude (SC') du deuxième sous-système (lb), les premier (1a) et deuxième (lb) sous-systèmes étant ainsi montés en parallèle.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en 20 outre au moins un troisième sous-système (1c) de dessalement d'eau par distillation à multiples effets (E1"-En_1"), comprenant : - un premier effet (E1") d'entrée de source chaude (SC"), comprenant un premier échangeur de chaleur (C1") dans lequel circule un fluide caloporteur formant une troisième source chaude (SC"), 25 - un échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide (SF") dans lequel est introduit de l'eau à dessaler issue du deuxième sous-système (lb) formant une troisième source froide (SF"), - un ensemble (EN") comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2"-En_1"), situés entre le premier effet (E1") d'entrée de source chaude (SC") et 30 l'échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide (SF"), montés en série entre eux et 3038594 33 avec le premier effet (E1") d'entrée de source chaude (SC") et l'échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide (SF"), chaque effet central (E2"-En-1") comprenant un échangeur de chaleur (C2"-Ce-1") dans lequel circule l'eau évaporée (V1"-Ve_2") provenant de l'effet précédent (E1"-En-2"), 5 - un circuit de distribution (D") d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (D1"-De_1"), chacun situé dans un effet correspondant (E1"-En-1") pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur correspondant (C1"-Ce-1") et former ainsi de l'eau évaporée (V1"-Ve_1") alimentant l'effet suivant (E2"-En-1") ou ledit échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide 10 (SF"), - une sortie d'eau douce (ED") configurée pour récupérer les eaux douces (ED2"-EDe") obtenues au niveau des effets centraux (E2"-En-1") et dudit échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide (SF"), une partie de l'eau réchauffée (ER') obtenue en sortie de l'échangeur de chaleur (Ce') 15 d'entrée de source froide (SF') du deuxième sous-système (lb) formant la troisième source froide (SF") alimentant l'échangeur de chaleur (Ce") d'entrée de source froide (SF") du troisième sous-système (1c), alimentant lui-même l'ensemble (EN") comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2"-En-1") et le premier effet (E1") d'entrée de source chaude (SC") du troisième sous-système (1c), 20 les premier (1a), deuxième (lb) et troisième (1c) sous-systèmes étant ainsi montés en parallèle.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre N de sous-systèmes (1a, lb, 1c) de dessalement d'eau par distillation à multiples 25 effets (E1-En-1; ; E1"-En-1"), N étant supérieur ou égal à 2, tous montés en parallèle, et en ce qu'un sous-système (1a, lb, 1c) de rang N comprend : - un premier effet (El ; El' ; E1") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC"), comprenant un premier échangeur de chaleur (Ci ; ; C1") dans lequel circule un fluide caloporteur formant une source chaude (SC ; SC' ; SC"), 3038594 34 - un échangeur de chaleur (Cn ; Cn' ; Cn") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), dans lequel est introduit de l'eau à dessaler formant une source froide (SF ; SF' ; SF"), - un ensemble (EN ; EN' ; EN") comprenant un ou une pluralité d'effets 5 centraux (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1"), situés entre le premier effet (El ; E1' ; El") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC") et l'échangeur de chaleur (Cn ; Cn' ; Cn") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), montés en série entre eux et avec le premier effet (El ; E1' ; El") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC") et l'échangeur de chaleur (Cn ; Cn' ; Cn") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), chaque effet central (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") 10 comprenant un échangeur de chaleur (C2-Cn-1 ; C2'-Cn-1' ; C2"-Cn-1") dans lequel circule l'eau évaporée (V1-Vn_2; V1'-Vn-2' ; V1"-Vn_2") provenant de l'effet précédent (E1-En-2; Ei.'- En-z' , E1"-En-2"), - un circuit de distribution (D ; D' ; D") d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (Di-Dng ; Di'-Dng' ; Di"-Dng"), chacun situé dans un 15 effet correspondant (E1-En-1 ; E1'-Eng' ; E1"-Eng") pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur correspondant (Ci-Cng ; Ci'-Cng' ; Ci"-Cng") et former ainsi de l'eau évaporée (V1-Vng ; V1'-Vng.' ; V1"-Vng") alimentant l'effet suivant (E2-En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") ou ledit échangeur de chaleur (Cn ; Cn' ; Cn") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), 20 - une sortie d'eau douce (ED ; ED' ; ED") configurée pour récupérer les eaux douces (ED2-EDn ; ED2'-EDn' ; ED2"-EDn") obtenues au niveau des effets centraux (E2- En-1 ; E2'-En-1' ; E2"-En-1") et dudit échangeur de chaleur (Cn ; Cn' ; Cn") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), une partie de l'eau réchauffée (ER ; ER') obtenue en sortie de l'échangeur de chaleur (Cn ; 25 Cn') d'entrée de source froide (SF ; SF') d'un sous-système (1a, lb) de rang N-1 formant la source froide (SF' ; SF") alimentant l'échangeur de chaleur (Cn ; Cn") d'entrée de source froide (SF' ; SF") du sous-système suivant (lb, 1c) de rang N, alimentant lui-même l'ensemble (EN' ; EN") comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2'-En-1' ; E2"-En_ 1") et le premier effet (El' ; El") d'entrée de source chaude (SC' ; SC") du sous-système 30 (lb, 1c) de rang N. 3038594\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre d'effets (E1-En-1 ; E1'-En-1') d'un sous-système (1a, lb) de rang N-1 est supérieur au nombre d'effets (E1'-En_1' ; E1"-En_1") d'un sous-système (lb, 1c) de rang N. 5\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les énièmes effets (E1, E1', E1" ; E2, E2', E2" ; -; En-2, En-2', En-2" ; En-1, En-1', En-1") des N sous-systèmes (1a, lb, 1c), c'est-à-dire les effets (E1, E1', E1" ; E2, E2', E2" ; - ; En-2, En-2', En-2" ; En-1, En-1', En-1") occupant le même numéro de positionnement dans les séries d'effets (El-En_ 10 1; E1'-En_1' ; E1"-En-1") des N sous-systèmes (1a, lb, 1c), sont configurés pour fonctionner dans les mêmes conditions de température et de pression, ayant notamment les mêmes dimensions.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 15 caractérisé en ce qu'il comporte : - un unique premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC), comprenant un premier échangeur de chaleur (C1) dans lequel circule un fluide caloporteur formant la source chaude (SC) du système (1), - un premier échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF) 20 dans lequel est introduit de l'eau à dessaler formant la source froide (SF) du système (1), - un unique ensemble (EN) comprenant un ou une pluralité d'effets centraux (E2-En-1), situés entre le premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC) et le premier échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), montés en série entre eux et avec le premier effet (E1) d'entrée de source chaude (SC) et le premier échangeur 25 de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), chaque effet central (E2-En-1) comprenant un échangeur de chaleur (C2-Cn_1) dans lequel circule l'eau évaporée (V1-Vn_2) provenant de l'effet précédent (E1-En-2), - un circuit de distribution (D) d'eau à dessaler, comprenant une pluralité de dispositifs de distribution (D1-Dn_1), chacun situé dans un effet correspondant 30 (E1-En-1) pour distribuer l'eau à dessaler au contact de l'échangeur de chaleur 3038594 36 correspondant (C1-Ce-1) et former ainsi de l'eau évaporée (V1-Ve_1) alimentant l'effet suivant (E2-En_1) ou le premier échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), - une sortie d'eau douce (ED) configurée pour récupérer les eaux douces (ED2-EDe) obtenues au niveau des effets centraux (E2-En_1) et du premier échangeur de 5 chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF), au moins une partie de l'eau réchauffée (ER) obtenue en sortie du premier échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF) formant une source froide supplémentaire (SF') alimentant au moins un deuxième échangeur de chaleur supplémentaire (Ce' ; Ce") d'entrée de source froide supplémentaire, lui-même étant traversé par de l'eau évaporée 10 (Vi; Vn-2) provenant d'au moins un effet (El ; En-2)\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'eau réchauffée (ER') obtenue en sortie du deuxième échangeur de chaleur (Ce') d'entrée de source froide (SF') forme une source froide supplémentaire (SF") 15 alimentant au moins un troisième échangeur de chaleur supplémentaire (Ce") d'entrée de source froide supplémentaire, lui-même étant traversé par de l'eau évaporée (Vi) provenant d'au moins un effet (El) pour augmenter la production totale d'eau douce (ED).\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'au 20 moins une partie de l'eau réchauffée (ER) obtenue en sortie du premier échangeur de chaleur (Ce) d'entrée de source froide (SF) forme une source froide supplémentaire (SF') alimentant un nombre N d'échangeur de chaleur supplémentaires (Ce' ; Ce") d'entrée de source froide supplémentaire (SF' ; SF") montés en série, N étant supérieur ou égal à 2, chaque échangeur de chaleur supplémentaire (Ce' ; Ce") étant traversé par de l'eau 25 évaporée (V1 ; Vfl_2) provenant d'au moins un effet (El ; Efl_2) pour augmenter la production totale d'eau douce (ED).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les dimensions desdits uniques premier effet (E1) et effets centraux (E2-En-1) sont 30 variables. 3038594 37\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (Sb) permettant le refroidissement d'une source froide supplémentaire (SF' ; SF") par le biais de toutes ou d'une partie des 5 saumures (S1-Sn-1) obtenues au niveau des effets (E1-En-1), ces moyens (Sb) comportant notamment une ligne d'introduction (Sb) d'une partie des saumures (S1-Sn-1) obtenues au niveau des effets (E1-En-1) dans une source froide supplémentaire (SF' ; SF") pour permettre le mélange de ladite partie des saumures (S1-Sn-1) à la source froide supplémentaire (SF' ; SF") et/ou un échangeur de chaleur additionnel permettant un 10 échange thermique entre ladite partie des saumures (S1-Sn-1) et la source froide supplémentaire (SF' ; SF").\n<CLM>\1\tProcédé de dessalement d'eau par distillation à multiples effets (E1- En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1"), caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un système 15 de dessalement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - injecter de l'eau formant une source froide (SF ; SF' ; SF") dans ledit au moins un échangeur de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF"), pour alimenter en eau à dessaler la pluralité d'effets (E1-En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1"), 20 - faire circuler un fluide caloporteur formant une source chaude (SC ; SC' ; SC") dans ledit au moins un premier effet (El ; El' ; E1") d'entrée de source chaude (SC ; SC' ; SC"), pour générer le processus de vaporisation de l'eau injectée dans la pluralité d'effets (E1-En-1 ; E1'-En-1' ; E1"-En-1") afin de former de l'eau évaporée (V1-Vn-1 ; V1'-Veg' ; V1"-Vn-1"), 25 - récupérer au final l'eau évaporée (V1-Veg ; V1'-Veg' ; V1"-Vng") après condensation dans les échangeurs de chaleur (C2-Ce ; C2'-Ce' ; C2"-Ce") pour obtenir de l'eau douce (ED ; ED' ; ED"). 3038594 38\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la température (Tsci.; Tsci.' ; Tsci") du flux d'entrée de la source chaude (SC ; SC' ; SC") est comprise entre 25 et 30°C, étant notamment de l'ordre de 28°C. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le système (1) comporte un nombre N, N étant supérieur ou égal à 2, d'échangeurs de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF") montés en série, dont un échangeur de chaleur (Ce) de rang 1 alimenté par une source froide initiale (SF), un échangeur de chaleur (Ce ; Ce') de rang N-1 alimentant l'échangeur de chaleur suivant (Ce' 10 ; Ce") de rang N par le biais d'une source froide supplémentaire (SF' ; SF") provenant de l'échangeur de chaleur (Ce ; Ce') de rang N-1, la température (TsF) du flux d'entrée de la source froide initiale (SF) alimentant l'échangeur de chaleur (Ce) de rang 1, notamment comprise entre 0 et 10°C, par exemple de l'ordre de 6°C, étant inférieure à la température (TsF') de la source froide 15 supplémentaire (SF') alimentant un échangeur de chaleur (Ce') de rang N-1, elle-même étant inférieure à la température (Tsr) de la source froide supplémentaire (SF") alimentant un échangeur de chaleur (Ce") de rang N.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte 20 l'étape consistant à faire circuler la source froide initiale (SF) dans un nombre N d'échangeurs de chaleur (Ce ; Ce' ; Ce") d'entrée de source froide (SF ; SF' ; SF") montés en série jusqu'à ce que la température (Tsr) de la source froide supplémentaire (SF") alimentant un échangeur de chaleur (Ce") de rang N soit sensiblement proche de la température (Tsc2 ; Tsc2' ; Tsc2") du flux de sortie de la source chaude (SC ; SC' ; SC"), 25 notamment inférieure à environ 95 % de la valeur de la température (Tsc2 ; Tsc2' ; Tsc2") du flux de sortie de la source chaude (SC ; SC' ; SC").