FR2509714A1 - Procede et appareil pour la reduction de calamine alcaline dans les equipements de distillation d'eau - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR REDUIRE LA CALAMINE DANS LES INSTALLATIONS DE DESSALEMENT D'EAU DE MER. SELON LA PRESENTE INVENTION, ON UTILISE UN EVAPORATEUR 10 COMPRENANT UN COTE TUBE 14 ET UN COTE ENVELOPPE, AVEC UN COMPRESSEUR DE VAPEUR ASSOCIE 12. L'EAU DU COTE TUBE EST VAPORISEE PAR ECHANGE DE CHALEUR AVEC DE LA VAPEUR DE CONDENSATION DU COTE ENVELOPPEDE L'EVAPORATEUR 10. L'EAU DE MER PASSE PAR UN DESAERATEUR 42 ET EST INTRODUITE DANS L'EVAPORATEUR 10 TANDIS QUE L'ANHYDRIDE CARBONIQUE ALIMENTE EGALEMENT L'EVAPORATEUR PAR UN DISPOSITIF 60, 61, 62. UN ADDITIF CHIMIQUE EST EGALEMENT CONTENU DANS L'EAU SAUMATRE POUR REALISER EN COMBINAISON AVEC LES AUTRES MOYENS UNE PREVENTION DE LA FORMATION DE CALAMINE ALCALINE. APPLICATION A LA TECHNIQUE DE REDUCTION OU D'ELIMINATION DE LA CALAMINE FORMEE SUR DES PIECES D'EQUIPEMENT, EN PARTICULIER, DES EQUIPEMENTS DE DESSALEMENT D'EAU DE MER.

Description

L'invention concerne la réduction de calamine et plus particulièrement un

procédé et un appareil pour réduire sensiblement ou éliminer la cadence et l'importance de la formation de calamine de carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium dans les appareils de distillation d'eau.

On a recherché abondamment des moyens pour éli-

miner la formation de calamine alcaline durant la distilla-

tion d'eau contenant des sels dissous de magnésium et/ou de calcium, comme l'eau saumâtre ou l'eau de mer Dans tous les types d'appareils 'de distillation d'eau de mer,

le chauffage de l'eau de mer à une température allant jus-

qu'à environ 820 C produit de la calamine qui est surtout constituée par du carbonate de caléium (Ca CO) A des températures d'environ 93 C, la calamine constituée par de l'hydroxyde de magnésium/ Mg(OH) 2 7 prédomine A des températures se trouvant entre 82 et 93 'C on peut rencontrer

l'un ou l'autre type de calamine ou des mélanges de celles-

ci Les calamines de carbonate de calcium et d'hydroxyde

de magnésium sont appelées collectivement calamines alca-

lines.

Comme la calamine est un isolant de la chaleur,-

même une couche fine de calamine sur des surfaces de trans-

fert de chaleur ou d'autres pièces de l'équipement de mise en oeuvre du procédé réduit de façon importante la capacité

de transfert de chaleur des composants de l'appareil L'accu-

mulation de calamine sur des tubes d'évaporateur peut provoquer des diminutions importantes de la capacité de débit, des augmentations de la dépense d'énergie par unité de débit ou les deux à la fois L'accumulation de calamine provoque des pannes fréquentes, dont le prix de revient n est pas négligeable comme l'est la dépense directe causée

par le nettoyage des tubes recouverts de calamine.

Divers moyens ont été utilisés pour essayer de réduire ou même d'éliminer la formation de calamine dans les appareils de distillation d'eau de mer mais avec un succès limité Lors des essais pour détruire l'alcalinité totale (somme des ions bicarbonate (HCO 3), carbonate (CO 2) et hydroxyle (OH-) de la saumure d'évaporateur, on a ajouté des acides/généralement des acides minéraux,

aux courants d'alimentation des unités de distillation.

Cependant, il est difficile d'obtenir une commande efficace de la formation de calamine par une addition continuelle d'acide à cause de la nature très corrosive des acides minéraux et de la sensibilité des réactions de formation de calamine à la concentration des acides Un réglage précis du dosage d'acide est nécessaire car l'introduction d'acide en excès dans un courant d'alimentation en eau de mer provoque la corrosion de l'équipement, tandis que l'introduction de quantité insuffisante d'acide provoque une formation rapide de calamine Une addition continuelle d'acide représente un procédé coûteux et,à moins que l'anhydride carbonique formé dans la réaction chimique entre l'alcalinité de l'eau de mer et l'acide soit enlevé sensiblement complètement comme par une désaération,

il en résulte des cadences rapides de corrosion des compo-

sants de l'évaporateur en alliage de cuivre et en acier.

Dans beaucoup d'installations de distillation d'eau de

mer, ceci est inadmissible.

L'utilisation d'additifs chimiques inorganiques ou organiques de réglage de la calamine pour empêcher la formation de calamine alcaline n'a eu que des résultats limités et souvent n'est pas efficace à des températures de saumure relativement élevées Ainsi, tandis que beaucoup

d'additifs de réglage de calamine disponibles commercia-

lement permettent une commande satisfaisante de la formation de calamine de carbonate de calcium, ces additifs chimiques n'ont été efficaces que marginalement pour régler la

formation de calamine d'hydroxyde de magnésium à des tempé-

ratures relativement élevées.

Il est reconnu depuis longtemps que la libéra-

tion d'anhydride carbonique de la saumure résultant de

l'ébullition favorise la décomposition des ions bicar-

bonate et carbonate dans la saumure, ce qui donne finalement une formationd'ions hydroxyle et de calamine d'hydroxyde de magnésium insoluble à des températures

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élevées On a donc effectué des essais pour prévenir la formation des ions hydroxyle par l'addition d'anhydride carbonique sous pression à la saumure en cours de chauffage

dans des conditions sans ébullition, comme dans des évapo-

rateurs instantanés à plusieurs étages pour empêcher la

réaction de formation d'ion hydroxyle.

Bien que ceci ait donné quelques succès à l'échelle expérimentale dans des unités d'évaporation instantanées à plusieurs étages, o la saumure est chauffée sous pression, et portée à une ébullition rapide dans une chambre séparée de l'étage de chauffage, cette démarche

n'a pas réussi dans d'autres types d'appareils évapora-

teurs dans lesquels la saumure bouillante contacte directe-

ment les surfaces de transfert de chaleur Par ailleurs,

la présence d'anhydride carbonique libre (non combiné -

chimiquement) favorise la corrosion et a rendu impossible conmrcialement l'addition d'anhydride carbonique dans tous les types

d'appareils d'évaporation.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 218 241 décrit un procédé pour contrôler la formation de calamine dans des systèmes de récupération d'eau douce à plusieurs étages à éclair (MSF) en maintenant la concentration d'anhydride carbonique dans la saumure sous pression en cours de chauffage à un niveau suffisant pour empêcher

l'hydrolyse des ions bicarbonate en ions carbonate.

Ce brevet des Etats-Unis d'Amérique indique que ceci peut être réalisé en recyclant l'anhydride carbonique libéré

durant la distillation de l'eau de mer d'alimentation.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité enseigne que la formation de calamine peut être retardée par l'addition de phosphates vitreux ou d'autres produits

chimiques ayant des propriétés de chélation ou de mouillage.

L'addition d'acides peut être nécessaire à des températures élevées. Cependant, le procédé divulgué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 218 241 nécessite un p H relativement bas (par exemple 7,5 ou en dessous) et des concentrations en anhydride carbonique libre extrêmement élevées (par exemple 4-15 ppm) De telles conditions

réalisent une réduction de la calamine seulement en admet-

tant des taux de corrosion relativement élevés des compo-

sants de l'équipement de mise en oeuvre du procédé, utilisés communément et fabriqués en acier et en alliage dé cuivre. En conséquence, cette façon d'aborder le problème du contrôle de la formation de calamine alcaline n'a eu que

très peu ou pas du tout d'utilisation commerciale.

En résumé, le problème consistant à régler la formation de calamine alcaline dans les usines de distillation d'eau de mer'du commerce a été abordé de

différentes façons Des usines qui fonctionnent à des tem-

pératures relativement basses (c'est-à-dire inférieures à 820 C)peuvent utiliser une addition de polyphosphates ou d'autres additifs chimiques de réglage de calamine pour

maîtriser la formation de calamine de carbonate de calcium.

Un fonctionnement au-dessus de 800 C a nécessité une addi-

tion continuelle d'acide à l'eau d'alimentation, suivie par la désaération pour détruire l'alcalinité de l'eau d'alimentation et pour enlever l'anhydride carbonique

du système.

En variante, une addition continuelle d'un additif chimique de réglage de la calamine a été combinée avec des moyens mécaniques (par exemple des boules de caoutchouc éponge du type Taprogge) pour enlever la calamine molle des surfaces de transfert de chaleur, ou avec la destruction partielle de l'alcalinité de l'eau d'alimentation par une addition continue d'acide suivie

par une désaération pour enlever l'anhydride carbonique.

Les systèmes antérieurs ont généralement nécessité une interruption périodique avec circulation d'acide pour enlever la calamine accumulée La fréquence de l'interruption a été inversement proportionnelle à

l'efficacité du traitement Chimique et/ou mécanique utilisé.

En général, on s'efforce d'arriver à un équilibre entre les prix de revient, la complexité et les risques de corrosion du procédé de traitement préliminaire pour le réglage de la calamine employé, et le prix de revient, la perte de production et la corrosion qui sont liés aux arrêts de l'appareil et au nettoyage périodique à l'acide. L'un des objets de la présente invention est de résoudre un ou plusieurs des problèmes décrits ci-dessus. Selon la présente invention, on dissout au moins un additif chimique de réglage de calamine ayant un effet de seuil à haute température, ainsi que de l'anhydride carbonique dans la saumure d'un appareil de distillation

d'eau ou analogue, de manière que la concentration d'anhy-

dride carbonique libre (non combiné) dans la saumure soit maintenue à un niveau extrêmement bas(par exemple

inférieur à 1 ppm), tandis que (dans le cas de fonctionne-

ment avec de l'eau de mer), le p H de la saumure est maintenu entre environ 8,7 et 9,3, et que l'alcalinité P de la saumure est maintenue entre environ 20 et 90 ppm, sous la forme de Ca CO 3 Un tel traitement ne réduit pas l'alcalinité

totale de la saumure mais réduit efficacement les concentra-

tions dans la saumure des ions hydroxyle et des ions carbonate par rapport à ceux présents lorsque l'additif chimique est utilisé seul, et ainsi on élimine sensiblement

la formation de calamine, en diminuant fortement la conver-

sion d'ion bicarbonate en ion carbonate et'finalement en

ion hydroxyle.

La présente invention est efficace en particulier dans des systèmes évaporateurs o la saumure est portée à ébullition par contact avec des surfaces chaudes de

transfert de chaleur comme dans des systèmes de distilla-

tion d'eau de mer à compression de vapeur La dissolution d'anhydride carbonique dans la saumure qui a perdu un peu de CO 2 en raison d'un processus d'évaporation réduit la perte effective de CO 2, ce qui réduit le mouvement vers le haut de la concentration des ions hydroxyle en empêchant la décomposition des ions bicarbonate à un degré tel que la présence de l'additif chimique de réglage de la calamine élimine à peu près complètement la formation des calamines de carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium Ainsi, on neutralise les deux causes majeures de la formation de

calamine alcaline.

On rend ainsi les additifs chimiques de réglage de calamine disponibles commercialement capables d'éliminer efficacement à peu près complètement la formation de calamine alcaline.

Ce résultat synergétique est obtenu sans accroisse-

ment notable de la cadence de corrosion, car l'alcalinité totale de la saumure n'est pas réduite, et une réduction quelconque du p H de la saumure n'est pas suffisante pour accroître notablement les cadences de corrosion des matières utilisées communément dans les structures d'équipement de distillation On peut ainsi maintenir une capacité de débit maximum pendant des périodes prolongées de fonctionnement et réduire sensiblement la fréquence des arrêts Le distillat et la saumure ne sont pas beaucoup plus corrosifs que dans le cas du traitement chimique à

seuil seul et sont bien moins corrosifs qu'avec le traite-

ment par anhydride carbonique seul.

D'autres objets et avantages de la présente

invention apparaîtront plus clairement de la description

suivante détaillée de formes de réalisation de la présente invention qui est faite en relation avec les dessins sur lesquels la figure 1 est un schéma partiellement en coupe d'un appareil de distillation à compression de vapeur

selon la présente invention; -

la figure 2 est une vue fragmentaire d'un collecteur d'injection d'anhydride carbonique de l'appareil de la figure 1, généralement selon la ligne 2-2 de la figure 1; et

la figure 3 est une vue schématique partielle-

ment en coupe d'une forme préférée d'un appareil de dis-

tillation à compression de vapeur selon la présente inven-

tion. La présente invention permet de fournir un

procédé et un appareil pour réduire ou éliminer essentielle-

ment la formation de calamine alcaline dans tous types d'équipements de ce procédé dans lesquels l'eau qui contient

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des sels dissous de magnésium et/ou de calcium qui peuvent être précipités comme calamine en présence de produits de décomposition du bicarbonate est mise en contact avec des surfaces d'appareil de traitement pendant un procédé d'évaporation La présente invention est spécialement avan- tageuse dans les usines de dessalement d'eau de mer mais

peut avoir une utilité,dans d'autres types variés d'équipe-

ments de traitement et peut être appliquée à la production d'eau distillée en bouteille ou d'eau à usage pharmaceutique

ou pour la concentration de dégagements de tours de réfri-

gération, par exemple par évaporation.

L'expression "eau de mer" doit être comprise comme incluant de l'eau saumâtre Le terme "saumure" se réfère à l'eau qui contient des sels dissous de magnésium et/ou de calcium et a été soumise à une évaporation Le terme "évaporation" utilisé ici désigne un procédé par lequel un volume d'eau perd l'anhydride carbonique, concuren

ment avec une perte d'eau pure.

La calamine de carbonate de calcium résulte

de la décomposition thermique (à des températures relative-

ment basses) de bicarbonates et de la réaction des carbonate résultants avec le calcium présent dans l'eau de mer, comme suit 2 HC 03 CO 2 + CC 3 + I 20 (l)

+ 2 -2 2

Ca + Co 3 Ca CO 3 ( 2) Les ions carbonate apparaissent dans la

saumure à des niveaux de p H d'environ 8,3 ou plus.

Le chauffage de l'eau de mer à des températures assez élevées provoque la réaction des carbonates 'avec de l'eau de manière à libérer de l'anhydride carbonique

additionnel et à former des ions hydroxyle qui se préci-

pitent comme hydroxyde de magnésium, comme suit: Co 32 + HO CO,' + 201 ( 3) Mg + 20 H + Mg g(OH) ( 4) L'ébullition de l'eau de mer favorise la formation de-calamine selon les réactions données ci-dessus La fréquence de survenance des réactions ci-dessus s'accroit comme la température d'ébullition, comme -le temps de rétention et comme les facteurs de concentration Le C 02 libéré de la saumure par l'ébullition est enlevé habituellement

des systèmes d'évaporateur par une aération vers l'atmos-

phère encampagnie d'autres gaz non condensables tels que

l'azote et l'oxygène.

Selon la présente invention, contrairement à la pratique antérieure, on a découvert que la formation de calamine sur des surfaces de transfert de chaleur et d'autres composants d'équipement de traitement peut être sensiblement réduite ou même éliminée en dissolvant le C 02 dans la saumure qui a été soumise ou qui est soumise à un processus d'évaporation, et qui ainsi contient une quantité sensible

d'ions carbonate provenant de la décomposition des bicar-

bonates présents dans l'eau d'alimentation, si le CO 2 est ajouté à la saumure simultanément avec l'évaporation d'une portion de celle-ci ou après cette évaporation et si la saumure contient également un additif chimique choisi de réglage de calamine à effet de seuil à haute température

dans certaines conditions indiquées ci-dessous.

Le C 02 ajouté est fourni de préférence à la saumure en recyclant au moins une partie du C 02 libéré

de la saumure par l'ébullition.

Le C 02 est dissous dans la saumure par des moyens dont le détail suitde telle manière que la concentration de C 02 libre (chimiquement non combiné) dans la saumure est maintenue inférieure à environ 1 ppm, et de préférence à moins d'environ 0,5 ppm Ceci est essentiel car la présence de Co 2 libre renforce la tendance du CO 2 dissous à être éliminé de la saumure durant l'ébullition Le CO 2 éliminé risque d'être entraîné vers les espaces de vapeur et les espaces recueillant le dis-

tillat, ce qui augmente les cadences de corrosion.

La présence d'anhydride carbonique dissous dans la saumure enébullition de l'évaporateur décale l'équilibre des équations ( 1), ( 2) et ( 3) cidessus vers la gauche

ce qui empêche la décomposition des ions bicarbonate.

En fait, les ions carbonate agissent comme une éponge par rapport à l'anhydride carbonique, ce qui évite sa perte sous la forme libre On élimine ainsi sensiblement ou on réduit la tendance du magnésium à précipiter comme hydroxyde de magnésium De plus, la présence de l'additif

chimique de réglage de calamine gêne la réaction de préci-

pitation ( 2) ci-dessus, généralement en'renforçant la solubilité du carbonate de calcium pendant des périodes

prolongées de températures élevées, ce qui empêche essen-

tiellement ou réduit la formation de la calamine de carbo-

nate de calcium.

Une synergie réelle est obtenue entre l'additif chimique et l'anhydride carbonique dissous, puisque, tandis que la présence de l'additif chimique seul élimine ou réduit la formation de carbonate de calcium, elle gêne seulement à un degré limité la cadence de formation de

calamine d'hydroxyde de magnésium, ce qui peut être insuf-

fisant dans beaucoup d'installations Un traitement avec de l'anhydride carbonique seul à un degré nécessaire pour contrôler la formation de calamine alcaline, comme suggéré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 218 241, diminue énergiquement le p H de la saumure et accroît les concentrations en anhydride carbonique

libre, ce qui donne des cadences de corrosion intolérables.

Selon la présente invention, une grande propor-

tion (par exemple supérieure à environ 70-75 % 0) de la réduction de la cadence de la calamine alcaline est accomplie par l'additif chimique de réglage de calamine, mais l'addition d'anhydride carbonique en combinaison

avec le produit chimique de manière à établir des alcali-

nités P et un p H de saumure dans des gammes spécifiques permet d'arriver à une élimination sensiblement complète de la formation de calamine. Un système utilisant le procédé de la présente invention est caractérisé en ce que l'alcalinité totale de saumure mesurée en tant que concentration totale d'ions hydroxyle, carbonate et bicarbonate,est diminuée

en ajoutant de l'anhydride carbonique à la saumure conte-

nant l'additif chimique à seuil Cependant, les concentra-

tions d'ions d'hydroxyle et d'ions carbonate sont réduites par e Mchement de la décomposition des ions bicarbonate en ions de carbonate par l'addition d'anhydride carbonique L'élimination de la décomposition des ions

bicarbonate n'est pas nécessaire.

L'alcalinité totaletelle que définie ci-dessus, est mentionnée habituellement en tant que "alcalinité M" et elle est exprimée comme Ca CO 3 en équivalents ppm, déterminée par titrage avec un acide minéral standard utilisant un indicateur méthyle orange à un p H de 4,5 à la température ambiante (Bien que certains textes normalisés parlent d'un p H de point final de 4,3, il est classique, dans la technique de distillation d'eau de mer, d'utiliser le p H de point final de 4,5) L'alcalinité"P de la saumure est exprimée comme le Ca CO 3 en équivalents ppm et elle est déterminée par titrage avec un acide minéral normalisé en utilisant un indicateur de phénolphtaléine à un p H de

8,3 à la température ambiante.

Les étapes normalisées pour déterminer les alca-

linités P et M de la saumure sont décrites chez Powell,

Water Conditioning for -Industry, pages 473-475 (McGraw-

Hill 1954).

Lors de la mise en oeuvre de la présente inven-

tion en connexion avec une distillation d'eau de mer, l'alcalinité P de la saumure est maintenue entre environ et 90 ppm, et de préférence entre environ 8,7 et 9,3 par addition d'un additif chimique à réglage de calamine à effet de seuil à haute température, en combinaison avec de l'anhydride carbonique On ne diminue pas l'alcalinité

M de la saumure.

Lorsqu'on applique la présente invention à des appareils de distillation fonctionnant sur de l'eau douce, l'addition d'anhydride carbonique à de la saumure traitée avec un additif chimique à seuil, peut ne provoquer que peu de réduction ou pas de réduction du tout de l'alcalinité

P, maisau contraire, un accroissement important de l'alca-

linité M accompagné d'une faible réduction du p H (par exemple environ 0, 2 à 0,5 unité), par comparaison avec

de la saumure traitée avec un additif chimique à seuil seul.

La sélection de l'alcalinité P et du p H à l'intérieur des gammes mentionnées, dépend des variables de fonctionnement telles que le type d'évaporateur, les matières de la structure de l'évaporateur, la température de fonctionnement, le degré de dilution de la saumure avec l'alimentation dans des unités à plusieurs étages de production d'éclairs, etc. On a trouvé selon la présente invention qu'on peut maintenir avec celle-ci une valeur ( 2 P-M) inférieure

à zéro.

Bien qu'on préfère injecter directement dans la saumure l'anhydride carbonique gazeux, il est possible

d'utiliser d'autres moyens pour fournir à la saumure l'anhy-

dride carbonique On a obtenu par exemple d'excellents résultats en dissolvant de l'anhydride carbonique gazeux dans un courant d'eau tel qu'une fraction secondaire du courant d'eau d'alimentation en eau de mer, et ensuite en dirigeant le courant d'eau traité vers la saumure se trouvant dans l'évaporateur Ainsi, même si une quantité mineure du courant d'alimentation peut être traitée par de l'anhydride carbonique avant l'évaporation, la saumure totale peut être considérée comme étant traitée avec de l'anhydride carbonique sensiblement simultanément avec

l'évaporation ou après celle-ci.

On peut obtenir de l'anhydride carbonique depuis des sources variées quelconques, telles que du CO 2 en bouteille du gaz de carneau d'o les polluants ont été éliminés, etc. on préfère cependant recycler l'anhydride carbonique

qui est libéré de la saumure durant l'ébullition ou la pro-

duction d'éclairs Seules des quantités limitées des gaz non condensables enlevées du système devraient cependant être recyclées, car des quantités importantes de gaz non condensables autres que le CO 2, tels que 02 et N 2 gênent le transfert de chaleur dans l'évaporateur en formant

une couverture sur les surfaces de transfert de chaleur.

Une quantité de CO 2 suffisante pour gêner (et ainsi sensiblement empêcher) la décomposition des ions bicarbonate, mais qui est insuffisante pour provoquer

la présence de quantités sensibles de CO 2 libre (non combi-

né chimiquement) devrait être introduite dans la saumure.

En pratique, il s'est avéré qu'un taux d'introduction de CO 2 d'environ 200 g/h basé sur un taux d'alimentation d'eau de mer d'environ 2612 1/h pour une cadence de sortie de distillat d'environ 1135 1/h dans une unité de distillation à compression de vapeur (VC), avec une cadence de dosage d'additif chimique égale ou inférieure à celle recommandée par le fabricant, a donné des résultats satisfaisants pour réduire l'alcalinité P à 86 ppm à partir d'une valeur de 127 ppm Le p H a été réduit de 9,5 à 9,25 sans recyclage

des gaz d'aération Le CO 2 libre dans la saumure devrait -

être inférieur à environ 1 ppm et de préférence inférieur à 0,5 ppm Bien que l'introduction de CO, dans la saumure tende à faire décroître le p H de la saumure, on a découvert que des réductions de p H de seulement environ 0,2 à 1 unité de p H résultent de l'addition du CO 2 nécessaire pour amener l'alcalinité P de la saumure dans la gamme recherchée de 2090 ppm Le p H de la saumure traitée par un additif chimique et par du CO 2 devrait être d'environ 8,7 à 9,3

mesuré à la température ambiante.

L'efficacité du système d'injection de CO est, bien sûr,; un facteur de détermination de l'efficacité

d'absorption du CO 2 par la saumure.

Le procédé selon la présente invention est applicable en particulier aux procédés de distillation d'eau de mer o on travaille à des températures de saumure de 80 'C ou plus, normalement rencontrées avec des appareils de distillation à plusieurs étages à production d'éclairs

(MSF) Cependant, le procédé est applicable avec d'excel-

lents résultats à des équipements de distillation du type compression de vapeur (VC) qui, bien que fonctionnant à des températures de saumure bien inférieures, par rapport aux unités MSF, peuvent subir des ambiances relativement

sévères en ce qui concerne la formation de calamine.

Comme indiqué ci-dessus, l'invention réside dans la dissolution dans la saumure de C 02 en combinaison avec un ou plusieurs additifs chimiques choisis de réglage de calamine, à haute température,qui fournissent un effet

de seuil empêchant la calamine en maintenant une concentra-

tion élevée d'ions carbonate en solution, en présence d'ions calcium et magnésium Des additifs chimiques n'ayant que des propriétés de mouillageet de séquestration

ne sont pas appropriés.

On pense que la présente invention permet l'em-

pêchement de la formation de calamine en conséquence au

moins partielle d'une modification de la surface des cris-

taux de calamine par l'additif chimique lorsque la calamine

est en train de se former et qu'ainsi la vitesse de cris-

tallisation est réduite Des études microscopiques ont révélé une distorsion sensible des cristaux lorsque les composants chimiques de réglage de la calamine à effet

de seuil sont présents.

Plusieurs additifs appropriés sont disponibles commercialement; ils comprennent les polymères et les copolymères d'acide maléique, des polyphosphonates, des

dérivés d'acide phosphonique, des dérivés d'acide amino-

phosphonique, des dérivés d'acide polyacrylique et poly-

méthacrylique, et des polyolesters.

Les polyphosphates, cependant, ne sont pas appropriés à être utilisés en relation avec la présente invention, car, à des températures supérieures à environ 800 C, ils retournent à la forme orthophosphate et peuvent se précipiter avec le calcium ou le fer présent dans la saumure De plus, ils ne peuvent contrôler la formation

de calamine d'hydroxyde de magnésium.

Les acides minéraux ne sont pas appropriés à

être utilisés selon la présente invention.

Un additif chimique préféré est un anhydride

polymaléique hydrolysé commercialisé par Ciba-Geigy Corpo-

ration (Aresley, New York) sous la marque déposée BELGARD EV ou EVN Cette matière est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 810 834 Un

autre agent de traitement chimique très efficace est commer-

cialisé par American Cyanamid Company sous la désignation de marque commerciale P 80; il comprendrait un copolymère d'acide maléique et d'allyl-sulfonate de sodium D'autres agents de traitement chimique appropriés sont des composés commercialisés par Monsanto Company sous la marque déposée DEQUEST Le produit commercial DEQUEST 2010 (qui comprend de l'acide 1-hydroxyl-éthylidène-1-diphos-

phonique) en est un exemple De même, le produit de Pfizer Inc désigné sous lenomde marque commerciale FLOCON (par exemple FLOCON 247) et ceux de Mechanical Equipment Co. (New Orleans,Iouisiana) désignés comme M 209 et M 235 sont appropriés. Les produits BELGARD de Mechanical Equipment

Co M 209, et DEQUEST mentionnés ci-dessus sont préférés.

Les spécialistes de cette technique noteront que la per-

formance de différents additifs chimiques appropriés varie, mais que cependant, le procédé selon la présente invention, améliore la performance de tous les polymères

du type décrit ci-dessus.

Les taux de dosage dés additifs chimiques de réglage de calamine identifiés ci-dessus, peuvent être déterminés empiriquement facilement, et on a établi que des taux de dosage inférieurs aux taux recommandés par les fabricants respectifs des additifs fournissent des résultats acceptables en combinaison avec l'anhydride

carbonique ajouté selon le procédé de la présente invention.

EXEMPLES

Les exemples détaillés ci-dessous ont pour but d'illustrer la mise en oeuvre de la présente invention

mais sans intention de la limiter en quoi que ce soit.

EXEMPLE 1

Distillation par compression de vapeur La figure 1 illustre un évaporateur d'eau de mer du type compression de vapeur qui a été modifié pour utiliser le procédé selon la présente invention Tandis que l'appareil de la figure 1, est décrit en détail, il est à noter que le procédé n'est pas limité à l'utilisation de l'appareil particulier de la figure 1 mais peut être

employé dans une grande variété d'équipements de distilla-

tion ou d'autres équipements d'évaporation, comme indiqué

en détail ci-dessous.

L'appareil de distillation à compression de

vapeur de la figure 1 est une version modifiée des appa-

reilsdécrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 748 234, N O 4 002 538 et N O 4 260 461 L'appareil de distillation comprend un évaporateur à enveloppe et à tubes, désigné de façon générale par la référence 10 ainsi qu'un compresseur de vapeur associé 12 Dans un tel système, l'eau se trouvant sur le côté tubes d'un faisceau de tubes 14 qui comprend plusieurs tubes 15 est vaporisée par échange de chaleur avec de la vapeur de condensation sur le côté enveloppe de l'évaporateur 10 La vapeur produite dans les tubes passe de l'extrémité supérieure du faisceai 14 vers le bas dans une descente 16 et vers le haut à travers un désambueur 20 vers le côté succion du compresseur 12 La vapeur est comprimée dans le compresseur 12 et

ensuite est déchargée par un conduit 22 vers le côté enve-

loppe de l'évaporateur 10 o la plus grande partie de la vapeur est condensée par contact avec les tubes 15 Le distillat (condensat) est enlevé par une conduite 24 au moyen d'une pompe de distillat 25 Le distillat s'écoule à travers un doseur 26 et un échangeur de chaleur, désigné

généralement par la référence 32,en direction du stockage.

L'eau d'alimentation filtrée est pompée par une pompe 34 par une conduite 35 ayant un dispositif de mélange intégré 36 vers l'échangeur de chaleur 32 L'eau d'alimentation est chauffée en échange de chaleur avec le distillat chaud et le produit de descente, et fournie à

un désaérateur 42 A un endroit se trouvant avant l'in-

jection vers le dispositif de mélange 36, l'eau d'alimen-

tation est traitée par l'addition d'un additif chimique de réglage de calamine,décrit ci-dessus,en 44 par une

pompe et un récipient de proportionnement (montrés schéma-

tiquement en 45) comme bien connu dans la technique.

L'eau d'alimentation est chauffée de préférence à quelques degrés en dessous de son point d'ébullition dans l'échangeur de chaleur 32 Dans le désaérateur 42, des gaz non condensables y compris de l'azote, de l'oxygène et une faible quantité d'anhydride carbonique, sont retirés de l'eau d'alimentation par épuration de préférence en phase vapeur Le désaérateur 42 est de préférence une tour chargée et l'eau d'alimentation est injectée à la tour 42 par une tête de pulvérisation 46 ou un autre dispositif

de distribution d'eau.

La vapeur dégagée du faisceau de tubes 14 et qui contient du C 02 libéré lors de la décomposition des ions bicarbonate présents dans l'eau d'alimentation est injectée au bas de la tour de désaérateur en 47, et de préférence, est envoyée au désaérateur par une conduite

48 provenant d'une soupape de dégagement 49 du côté enve-

loppe de l'évaporateur 10 L'injection de vapeur au bas de la tour de désaération 42 aide à libérer des gaz non condensables de l'eau d'alimentation descendante et chauffe de façon préliminaire l'eau d'alimentation à une température

sensiblement égale ou de préférence supérieure à la tempé-

rature de l'eau circulant dans l'évaporateur 10 Le fait de contacter le courant de dégagement de la ligne 48 avec une eau de mer d'alimentation relativement froide concentre le C 02 présent dans la conduite 48 dans le courant de gaz

d'une conduite 50 quittant le désaérateur 42.

Les gaz non condensables et une plus faible quantité de vapeur s'écoulent du désaérateur 42 par la conduite 50 vers une soupape de dégagement 51 Une portion plus faible de gaz non condensables est dégagée par la ligne 50 à travers la soupape de dégagement 51 et la partie plus importante(par exemple environ 80 %)des gaz non condensables s'écoule à travers une soupape 52 et une conduite 60 vers un dispositif d'injection d'anhydride carbonique désigné de façon générale par la référence 61

comme le montre au mieux la figure 2 L'injecteur d'anhy-

dride carbonique 61 comprend un tube perforé 62 fixé à une extrémité de la conduite 60 et est placé en dessous du niveau de la saumure à l'intérieur de l'évaporateur 10 Dans une forme modifiée de réalisation une partie mineure du

courant d'alimentation en eau de mer est déviée de la con-

duite 35 par l'intermédiaire d'une ligne 63 (montrée en pointillé) vers une petite tour 64 dans laquelle l'eau d'alimentation absorbe l'anhydride carbonique fourni par le désaérateur 42 au moyen de la conduite 65 Les gaz non condensables sont dégagés de la tour 64 par une conduite 66 et l'eau chargée d'anhydride carbonique est fournie à un injecteur d'anhydride carbonique par une pompe

67 dans une conduite 68.

* Dans une autre forme de réalisation, de l'eau d'alimentation désaérée s'écoule par une ligne 70 à partir du fond du désaérateur 42 vers la partie inférieure de l'évaporateur 10 Il y a une faible chute de pression

depuis le désaérateur 42 jusqu'à l'évaporateur 10 pour per-

mettre un écoulement de fluide Une commande de niveau de liquide 72 dans le désaérateur commande une soupape 74 dans la conduite 70 de manière que le niveau de liquide dans le désaérateur 42 reste sensiblement constant (en variante, une boucle étanche de liquidenon représentée, qui peut inclure un orifice d'étranglement de débit entre le désaérateur et l'évaporateur peut être utilisée pour

diminuer l'écoulement de vapeur du désaérateur à l'évapo-

rateur). Par commande de la soupape 52 dans la conduite de gaz 60 en combinaison avec la soupage de dégagement 51, la cadence d'injection d'anhydride carbonique et de faibles quantités d'autres gaz non condensables dans la saumure de l'évaporateur 10 peut être réglée. La pression à l'intérieur de l'évaporateur 10

est maintenue légèrement supérieure à la pressions atmos-

phérique (par exemple environ 6,895 k Pa) de manière que

la saumure bout à environ 1030 C (élévation du point d'ébul-

lition d'environ 10 C), la vapeur condensant dans les tubes 14 à environ 1060 C pour une différence de température nette a T d'environ 3,50 C. Les parties de l'évaporateur 10 en contact avec la saumure sont fabriquées généralement en laiton d'aluminium ou à partir d'un alliage cuivre-nickel

( 90/10).

On a effectué une série d'expériences de distilla-

tion d'eau de mer en utilisant un appareil de distillation à compression de vapeur tel que représenté aux figures 1 et 2, modèle M 3 B de Mechanical Equipment Co (MECO) fonctionnant à 1135 1/h (cadence nominale de sortie de distillat) avec un additif chimique de réglage de la calamine, avec et sans injection d'anhydride carbonique (La source d'anhydride carbonique était du gaz d'échappement provenant

du désaérateur 42).

L'alcalinité P de l'eau de mer d'alimentation

froide était à peu près nulle et l'alcalinité M=de l'ali-

mentation est restée sensiblement inchangée durant 1 'essai à environ 110120 ppm Le p H de l'alimentation variait

entre environ 7,8 et 8,2.

Le tableau I rassemble les résultats des essais

en fonction du temps de marche, des facteurs de concen-

trations moyennes de saumure, des facteurs d'encrassement (Rd), du p H et des alcalinités P de la saumure, et des concentrations en cuivre du produit de descente et du distillat. Le tableau I indique que les étapes 5 et 6 qui utilisent l'injection d'anhydride carbonique et un additif chimique pour calamine tel que les alcalinités P du produit de descente étaient relativement basses, ont présenté

des facteurs d'encrassement pour 100 heures de temps de mar-

che de l'ordre de la moitié de ceux des étapes sans injection d'anhyd de carbonique, sans avoir une augmentation sensible des

proportions de cuivre des produits de descente et de distil-

lat (les proportions de cuivre indiquent la cadence de la corrosion).

TABLEAU I

Essai Temps de Facteur de Produit de Alcalinité Facteur Rd/100 Cu dans No marche concentra descente P d'encras heures produit de (heures> tion moyen nt>yen p H (p MT Ca CO 3) sement (a) descente __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ Rd (a) ppn Cu dans Traitement

distillat d' évapora-

p Ea teur (b)

1 190,5

2 144

3 192

1,8 1,8 1,9 4 le O 1,9

164

6 163

1,8 1,9 9,85

9,90 O

9,60 9,55 9,50 9,20 2, 83 x 104 1,483 x I 04 0,1-0,2 2,25 x 107 1,562 X 104 0,1-0,2 1,93 x 110 l Ol Oxl O 4 <d> 1,20 x 104 1,198 x 110 0,2 1,15 x 104 0,703 X 10 0,2 0,66 x 104 0,405 xl C O 0,2

(a) ( 20,45 k J/h/mn 2 /OC)l-

(b Toutes j es concentrations de traitement sont basées sur les débits d'eau d'alimentation (c> Le taux d'injection &e CG dans l'essai no 6 (coeiparé à l'essai n O 5) a été réalisé en ajâstant les soupapes 52 et 51, figure 1 (d> Aucun essai n'a été fait pour le cuivre (d) 12 ppm ME)Z O M-209 pas d'injection de e 02 (d) 12 p Lxn M 4 ECX M-209 pas d'injection de e 02 (d) B 3 elgard EVN 1 i 2 ppm, pas d'injection de Co 2 (d) 6 ppm MECO M 4-209 + 3 1/2 pptn MECO I-235 pas d'injection de C 0,1 l 6 plin MECO M-209 + 3 1/2 prmi MEC b 4-235 Injection de e O 2 0,2 6 ppm M 1 WN 1-2 o 9 + 3 1/2 ppm MM-0 M 4-235 injection de CC)2 accrue (c> o 1. M VI C> O

Z 509714

Exemple 2 Distillation à compression de vapeur avec addition de C 02 avec courant latéral d'alimentation La figure 3 est une représentation schématique d'une variante de réalisation du système de distillation à compression de vapeur de la figure 1, qui illustre des dispositifs préférés pour dissoudre l'anhydride carbonique dans un courant latéral d'eau de mer d'alimentation destiné finalement à la saumure (Les éléments communs aux deux

figures 1 et 3 sont désignés par des nos de référence com-

muns Quelques éléments de la figure 1, tels que le compres-

seur 12, diverses soupapes et les conduites de distillat et de produits de descente passant par l'échangeur de chaleur 32 ont été omis à la figure 3 pour la clarté du

dessin).

Dans le système de la figure 3, de l'eau de mer d'alimentation froide (par exemple 270 C) après addition d'un produit chimique au point 44 se subdivise en un courant latéral (conduite 80) un courant principal d'alimentation (conduite 35) p H de l'alimentation est d'environ 8,3 Les débits respectifs dans les conduites 80 et 35 peuvent être par exemple de 3,78 1 par minute et d'environ 45,4 1 par minute L'eau d'alimentation de la conduite 35 est pompée par la pompe 34 à travers l'échangeur de chaleur 32 o elle est chauffée par échange de chaleur avec les conduites du distillat et du produit de descente (non représenté), et

dirigée vers la tête de pulvérisation 46 du désaérateur 42.

Le courant latéral 80 est subdivise au point 82 en deux courants 84 et 86 Le courant 84 a une cadence d'environ 3 litres par minute et est dirigé vers un éducteur Le courant 86 a une cadence d'environ 0,75 litre par minute et est dirigé à travers une soupape 92 en direction d'une tète de pulvérisation 94 d'une colonne 96 de contact C 02 eau de mer (En variante, une entrée d'eau non représentée peut

être substituée à la tête de pulvérisation 94).

L'éducteur modèle"LM 1/2 ""de Penberthy est appro-

priée dans ce but.

L'éducteur 90 communiclie également avec une conduite d'aération 50 provenant du désaérateur 42 qui transporte des gaz non condensables ( 2 et W 2), du C 02 et une quantité

mineure de vapeur d'eau.

Dans l'éducteur 90, l'eau d'alimentation du courant 84 est sous-pression et mélangée avec les gaz d'échappement provenant de conduite 50 et injectée dans une conduite submergée 100 qui se termine à l'intérieur de la colonne 96 en dessous de la surface de la quantité d'eau de mer 102

qui s'y trouve.

Après injection dans l'eau de mer 102, la vapeur d'eau et la plus-grande partie du C 02 de la conduite 100 sont dissoutes dans l'eau de mer 102 Les gaz

non condensables et une faible quantité de CO 2 ne se dissol-

vent pas et sont recueillis dans un espace de vapeur 103

par la colonne 96 au-dessus de la surface de l'eau 102.

L'eau de mer froide introduite dans la colonne par la tête de pulvérisation 94 absorbe la plus grande partie

du Co 2 présent dans l'espace dé vapeur 103 Le CO 2 non dis-

sous et les gaz non condensables sont dégagés de l'espace

de vapeur 103 par une soupape d'aération 104 et sont déchar-

gés à l'atmosphère par une conduite 106 (La soupape 104 est,dans la représentation illustrative, une soupape du type flotteur mais peut comprendre une valve de purge manuelle

du type à aiguille ou tout autre type approprié de soupape).

L'eau d'alimentation enrichie en anhydride carbo-

nique est pompée (la pompe n'est pas montrée) depuis la colonne 96 à travers la conduite 110 vers un aspergeur 112

disposé en dessous du niveau de la saumure dans l'évapora-

teur 10 (L'évaporateur 10 reçoit de l'eau de mer désaérée à travers la conduite 70 comme décrit en connexion avec

le figure 1 ci-dessus).

Exemple-3 Evaporateurs à plusieurs étages et à

plusieurs effets.

Comme indiqué ci-dessus, le procédé de la présente invention s'applique àdes formes d'appareils de distillation d'eau de mer différents de l'appareil à compression de vapeur

de la figure 1 Parmi les exemples d'appareils de distilla-

tion auxquels le procédé peut être appliqué, on trouve des appareils à production d'éclairsà plusieurs étages et des évaporateurs à tubes verticaux ou horizontaux à effets multiples. Divers types de ces systèmes de distillation à étages multiples et à effets multiples sont bien connus des spécialistes de la technique Le brevet des E U A 3 218 2 L décrit,par exemple, deux formes de réalisation d'unités d'évaporation à production d'étincelles à étages multiples, à la fois en un passage (sans recyclage) et avec recyclage,

utilisés pour le dessalement de l'eau de mer.

En général, les évaporateurs à étages multiples

et à effets multiples comprennent une série d'étages pré-

cédants et succédants dont chacun comprend un espace de

stockage de saumure et un espace de condensation de vapeur.

L'espace de stockage de la saumure est défini comme la partie de chaque étage dans laquelle la saumure bout bu est chauffée par éclairs) ou est en train de bouillir (ou bien

est en train d'être chauffée par éclairs) Les étages res-

pectifs qui se succèdent fonctionnent à des pressions

inférieures à celles des étages qui les précédent.

Lors de l'application du procédé selon la présent E

invention à des évaporateurs à production d'éclairs à plu-

sieurs étages, il est souhaitable d'introduire du C 02 recycl dans la saumure de l'étage final au lieu de celle des étages précédents de manière qu'après son introduction, le Co 2 absorbé ne soit pas sour:is à une ébullition avant d'avoir

été poirpé à travers les tubes de l'échangeur de chaleur.

De cette manière le Co 2 se réserve pour son travail fonda-

mental consistant à réduire la formation de calamine dans les condenseurs de l'étage (espaces de condensation de vapeur) Cependant, comme les conditions de saumure dans le, chambres de production d'éclairs (espaces de stockage de saumure) risquent de produire de la calamine d'hydroxide de magnésium sur les parois de chambre qui fonctionnent

à des températures relativement élevées, il peut être sou-

haitable d'introduire un peu de Co 2 dans les étages de

température élevée pour y empêcher l'accumulation de cala-

mine. Comme chaque étage successif d'un évaporateur à étages multiples à production d'éclairs fonctionne à un

niveau de pression faible, à comparer avec son étage précé-

dent, chaque condenseur d'étaqe doit être aéré vers la par-

tie de saumure de son étaqe immédiatement suivant pour, de cette façon, remplacer une qrande partie de l'anhydride carbonique libéré par la saumure dans l'étage précédent De cette manière on peut éviter des conditions chimiques

extrêmes dans la saumure, qui tendent à faciliter la forma-

tion de calamine d'hydroxyde de magnésium-dans tout l'appa-

reil de distillation.

Dans quelques cas cependant, il peut être nécessaire de dégager de l'anhydride carbonique d'un condenseur d'étage vers la saumure du second ou du troisième étage suivant pour

fournir une chute de pression suffisante pour rendre possi-

ble l'injection d'anhydride carbonique car,dans quelques unités à étages multiples de formation d'éclairs, la chute de pression entre des étages qui se succèdent étroitement, est relativement petite Ce problème est aggravé du fait que l'anhydride carbonique est injecté de préférence à une

profondeur importante de la saumure.

Une autre démarche avec les évaporateurs à étages multiples à formation d'éclairs consiste à recueillir des

courants riches en anhydride carbonique, depuis des batte-

ries d'étages et d'injecter l'anhydride carbonique recueilli

à la saumure à un endroit plus faible en pression de l'appa-

reil. Dans le cas des évaporateurs à tubes verticaux ou horizontaux à effets multiples, les courants riches en C 02 devraient être déqagés des sections de condensation de vapeur des effets respectifs et mélangés dans la saumure des effets suivants. Les spécialistes de cette technique verront que le

procédé et l'appareilddécrets ci-dessus permettent un dessale-

ment de l'eau de mer ou d'autres opérations d'évaporation sur l'eau saumâtre avec élimination ou réduction sensible de la formation de calamine alcaline sans augmentation sensible des risques de corrosion par le distillat et la saumure On 2 a 09 îi Y f peut ainsi maintenir la capacité de sortie pendant des Périodes de fonctionnement substantielles sans réduction du débit crue Provoquerait la formation de calamine sur les

tubes ou d'autres surfaces.

Les spécialistes de cette technique peuvent voir

d'après la description détaillée qui précède que la présente

invention réside dans la réduction limitée de l'alcalinité P et du p H de la-saumure traitée par un additif chimique au moyen de l'addition d'anhydride carbonique à la saumure ce qui permet d'auamenter grandement les performances de l'additif chimique pour ce qui concerne la Prévention de la calamine Cet effet est atteint sans l'effet secondaire indésirable d'une augmentation importante des tendances corrosives de la saumure car la concentration de l'anhydride

carbonique libre dans la saumure est limitée.

Les qammes d'alcalinité P et de p H recherchées indiquées dans le Présent mémoire sont désirables avec des additifs chimiques actuellement disponibles dans le marché et identifiés ici Si, à l'avenir, d'autres agents chimiques capables de prévenir la formation de calamine alcaline à des niveaux d'alcalinité P et de p H supérieurs étaient produits, on pourrait envisagerque les objets de la présente invention seront obtenus avec de tels produits chimiques par les moyens enseignés, c'est-à-dire par une réduction de l'alcalinité P et du p H de la saumure traitée par de tels aqents chimiques avec addition d'anhydride

carbonique Les caractéristiques de prévention de la cala-

mine alcaline de tels agents chimiques seront donc renforcées.

Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée d'une manière purement illustrative

mais non limitative et que des modifications évidentes à l'hom-

me de l'art pourront y être introduites sans s'écarter de

son cadre.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1 Procédé de réduction ou de prévention sensible

de la formation de calamine alcaline sur des surfaces d'équi-

pement de traitement qui sont en contact avec une saumure alcaline d'évaporation qui contient au moins un additif chi- mique de réglage de calamine à haute température,-lequel lui permet de réaliser un empêchement à seuil de formation

de calamine alcaline, procédé caractérisé Dar l'étape consis-

tant à dissoudre dans ladite saumure en même temps que son 1 o évaporation,ou simultanément avec celle-ciiune quantité d'anhydride carbonique suffisantepour réduire sensiblement la décomposition des ions de bicarbonate dans la saumure mais insuffisante pour provoquer l'existence de quantités importantes d'anhydride carbonique non combiné chimiquement dans la saumure, ce qui permet d'empêcher des conditions de

corrosion et de formation de calamine alcaline.

2 Procédé selon la revendication 1,caractérisé en

ce que ledit additif de réglage de calamine à haute tempé-

rature est choisi parmi les polymères et copolymères d'acide maléique, &s polyphosphonate 4 desdérivés d'acide phosphonique, des dérivés d'acides ainino-phosphonique, des dérivés d'acide polyméthacrylique et polyacrylique, les polyolesters ou

des mélanqes de ceux-ci.

3 Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la quantité d'anhydride carbonique Cissous est telle que l'alcalinité P de la saumure est maintenue entre 20 et 90 ppm exprimée en équivalents de carbonate de calcium, et que

le PH de la saumure est maintenu entre 8,7 et 9,3 environ.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la concentration de l'anhydride carbonique non combiné chimiquementdans la saumure est maintenue à moins d'environ

1 ppm.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la concentration d'anhydride carbonique non combiné

chimiquement dans la saumure estrinférieure à environ 0,5 ppm.

6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saumure alcaline s'évapore à une température de 820 C

ou plus.

7 Procédé pour empêcher la formation de calamine alcaline dans la saumure qui doit être évaporée, un additif

chimique de réglage de calamine à haute température qui réa-

lise la prévention avec seuil de la calamine étant présent dans la saumure durant l'évaporation, procédé caractérisé

en ce qu'il comprend l'étape consistant à ajouter de l'anhy-

dride carbonique à la saumure simultanément avec l'évaporati ou après celle-ci de manière à diminuer l'alcalinité P et le p H de la saumure par rapport à la saumure traitée avec ledit additif seul, ce qui renforce les qualités de prévention de

la calamine dudit additif.

8 Procédé pour empêcher la formation de calamine alca-

line dans la saumure qui contient une quantité substantielle d'ions de carbonate formés par décomposition des ions de bicarbonate présents dans la saumure, un additif chimique de réglage de calamine à haute température qui réalise la prévention avec seuil de calamine étant présent dans la saumure durant ladite décomposition, procédé caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à ajouter l'anhydrid E carbonique à la saumure après ladite décomposition ou en mêm E temps qu'elle de manière à abaisser l'alcalinité P et le p H de la saumure par rapport à la saumure traitée avec ledit additif seul, ce qui permet de renforcer la capacité dudit additif à empêcher la formation de calamine, l'anhydride

carbonique étant ajouté à la saumure en dissolvant de l'anhy-

dride carbonique gazeux dans un courant d'eau relativement froid et en mélangeant le courant d'eau charqé d'anhydride

carbonique avec la saumure.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le courant d'eau comprend un courant latéral

provenant du courant d'alimentation d'eau.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est fourni au courant latéra d'eau d'alimentation en recueillant des gaz non condensables libérés hors de la saumure par un processus évaporatif et en

diriqeant les gaz vers le courant latéral pour s'y mélanqer.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange du courant latéral d'eau d'alimentation et desdits gaz est effectué en mélangeant et en mettant sous pression lesdits gaz et ledit courant latéral dans un éducteur, et ensuite en mettant en contact le mélange de qaz et de

courant latéral avec de l'eau relativement froide.

12 Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 8, 9,10 ou 11, caractérisé en ce que l'eau relative-

ment froide comprend de l'eau de mer.

13 Appareil de distillation, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur de chaleur ( 10) ayant un côté

enveloppe et un côté tubes ( 14,15), un dispositif pour four-

nir ( 70, 74) de la saumure alcaline à l'un des côtés envelop-

ou tubes de l'échangeur ( 10), un dispositif pour mettre en contact une partie de la saumure avec au moins une surface de transfert de chaleur ( 14) dudit échangeur de chaleur ( 10) de manière à faire bouillir la saumure, un dispositif ( 12,22) pour fournir de la vapeur à l'autre côté de l'échangeur de chaleur ( 10) côté enveloppe ou côté tubes de manière à faire bouillir la partie de saumure se trouvant en contact avec ladite surface de transfert de chaleur, une source ( 60, 61, 62) d'anhydride carbonique, des dispositifs en communication avec la saumure et ladite source d'anhydride carbonique, pour fournir l'anhydride carbonique à la saumure à partir de ladite source ( 60, 61, 62), une source d'additif chimique de réglage de calamine à haute température, pour Prévenir selon un seuil la formation de calamine dans la saumure, et des dispositifs permettant une communication avec ladite source

d'additif et l'alimentation en saumure pour fournir une cer-

taine quantité dudit additif à la saumure avant l'ébullition

de celle-ci.

14 Appareil selon la revendication 13, caractérisé

en ce que la source d'anhydride carbonique ( 60, 61, 62) com-

prend un dispositif pouvant communiquer avec l'espace de va-

peur ( 22) du côté en contact avec la saumure de l'échanqeur

de chaleur ( 10).

15 Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de communication avec la saumure et avec la source d'anhydride carbonique ( 60, 61, 62) comprend un conduit ( 60) se terminant par un injecteur

( 61) disposé en-dessous du niveau de la saumure.

16 Appareil selon la revendication 15, caractérisé

en ce que l'injecteur ( 61) comprend un tube Perforé ( 62).

17 Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que le désaérateur ( 42) est disposé dans ladite conduite, en une position intermédiaire entre le côté de recueil de la

saumure de l'échangeur de chaleur ( 32) et ledit injecteur ( 61).

18 Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la source ( 60, 61, 62) d'anhydride carbonique ainsi qu'une première source d'eau communiquent chacune avec des

premiers dispositifs ( 67, 68) pour-mélanger l'eau et l'anhy-

dride carbonique de manière à produire un Premier courant

d'eau chargé d'anhydride carbonique, et en ce que le dispo-

sitif de mélanqe ( 67, 68) communique avec un second dispo-

sitif pour mélanqer ledit premier courant d'eau chargé d'anhy-

dride carbonique avec une seconde source d'eau, cette dernière

communiquant avec la saumure de l'échangeur de chaleur.

19 Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que le premier dispositif de mélange ( 67, 68) comprend un éducteur ( 90) tandis que le second dispositif de mélanqe

comprend une colonne ( 96) de contact de gaz et de liquide.

Appareil selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que la première source d'eau ( 35) comprend un courant latéral ( 80) provenant d'un courant d'alimentation d'eau de mer qui fournit la saumure à l'échangeur de chaleur

( 32).

21 Procédé pour réduire ou éliminer sensiblement la formation de calamine alcaline sur des surfaces de contact de liquide et de vapeur d'un évaporateur à étages multiples qui comprend une série d'étages précédantset succédants, dont chacun comprend un espace de stockage de saumure et un espace de condensation de vapeur, avec une chute de pression entre les étages voisins précédantset suivanis, la saumure alcaline

s'écoulant de chaque étage précédant vers un étaqe voisin sui-

vant, une partie de la saumure étant évaporée dans l'étage suivant, et une partie de ladite saumure contenant au moins un additif chimique de réglage de calamine à haute température qui réalise une prévention à seuil de la

calamine alcaline ainsi qu'une quantité inortante d'ions de carbonate résul-

tant de la décomposition des ions de bicarbonate dans ladite saumure durant l'évaporation ledit nrocédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à dissoudre dans ladite saumure durant l'évaporation une quantité d'anhydride carbonique suffisante Pour réduire sensiblement la cadence et l'importance de la décomposition des ions de bicar bonate dans ladite saumure mais insuffisante pour provoquer

la présence de quantités substantielles d'anhydride carboni-

que chimiquement non combiné dans ladite saumure, ce qui permet d'éviter les conditions de corrosion et de formation

de calamine alcaline.

22 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'anhydride carbonique est dissoute dans ladite saumure au moyen des étapes consistant à recycler l'anhydride carbonique à partir de l'espace de condensation de vapeur d'un étage précédent vers l'espace

de stockage de saumure d'un étage suivant.

23 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'additif chimique de réglage de calamine est choisi parmi les polymères et copolymères d'acide maléique, les polyphosphonates, les dérivés d'acide phosphonique, les dérivés d'acide aminophosphonique, les dérivés d'acide polyméhacrylique et polyacrylique, les polyolesters ou des

mélanqes de ceux-ci.

24 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que la quantité d'anhydride carbonique dissoute est telle que l'alcalinité Pde la saumure est maintenue entre environ 20 et 90 ppm exprimée comme équivalent de carbonate de calcium, et que le PH de la saumure est maintenu entre

environ 8,7 et 9,3.

Procédé selon la revendication 24, caractérisé

en ce que la concentration de l'anhydride carbonique chimi-

quement non combiné dans la saumure est maintenue à moins

d'environ 1 ppm.

26 Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la concentration d'anhydride carbonique chimiquement

non combinée dans la saumure est inférieure à environ 0,5 pnm.

27 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est recyclé à partir des espaces de condensation de vapeur d'une pluralité d'étages précédents vers l'espace de stockage de saumure d'au moins l'un des étages succédant à chacun de ladite pluralité d'éta qes précédents. 28 Evaporateur à plusieurs étages, caractérisé

en ce qu'il comprend une série d'étages précédants et succé-

dants, chacun desdits étages comprenant un espace de stockaq de saumure et un espace de condensation de vapeur, une chute de pression existant entre les étaces voisins précédantset s vanta en direction d'un étage voisin succédant, pour obtenir l'évaporation d'une partie de la saumure dans lesdits étages voisins succédants et des dispositifs pour fournir de la saumure à un premier desdits étages, l'évaporateur ( 10) comprenant en outre une source d'anhydride carbonique ( 60, 6 62), un dispositif Pour communiquer avec au moins un espace de stockace de saumure ou un espace de condensation de vameu ( 22), la source d'anhydride carbonique fournissant de l'anhy dride carbonique à ladite saumure, une source d'additif chimique à haute température pour le réqlaqe de la calamine étant prévu de manière que celui-ci puisse réaliser une prévention de la calamine à seuil dans ladite saumure, et de dispositifs étant éqalement prévus pour introduire une quantité dudit additif à partir de ladite source dans la

saumure avant son évaporation dans le premier étage.

29 Evaporateur selon la revendication 28, carac-

térisé en ce que la source d'anhydride carbonique comprend un dispositif ( 60, 61, 62) qui communique avec l'espace de condensation de vapeur ( 22) d'un étage précédent en direction

de l'espace de stockage de saumure d'un étage suivant.

Evaporateur selon la revendication 28, carac-

térisé en ce que la source d'anhydride carbonique comprend

un dispositif de communication avec les espaces de condensa-

tion de vapeur d'une pluralité d'étages précédents en direc-

tion de l'espace de stockage de saumure d'au moins un étaqe

suivant chacun de ladite pluralité d'étages précédents.