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'PROCEDE POUR L'EPURATION DE'L7EAU,DIAPPOINT'NECESSAIRE@AtL'ALIMENTliTION 'DES'GENERATEURS'DE'VAPEURS-DANS tLES-CENTRALES-DE'FORCE MOTRICE'A'VAPEUR.
Dans les centrales de force motrice à vapeur, notamment dans les installations fonctionnant avec des pressions élevées et des surchauf- fes importantes, les'conditions imposées à la pureté de l'eau destinée ; à l'alimentation des chaudières sont très sévères, de sorte que l'épuration de l'eau des chaudières demande une attention de plus en plus grande. Si l'eau destinée aux chaudières contient des gaz, notamment du gaz carboni- que et de l'oxygène, il en résulte des corrosions dans les chaudières à vapeur et dans les turbines, tandis que la présence de sels en dissolution se traduit par la formation de dépôts dans les tubes des chaudières et sur l'aubage des turbines, ces dépôts pouvant également entraîner des attaques chimiques.
Etant donné que les centrales de force motrice à vapeur fonction- nent généralement en combinaison avec un appareil de condensation, il est
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vrai que l'eau destinée à .l'alimentation des chaudières est en majeure par- tie constituée par le condensat provenant des turbines et réintroduit dans les chaudières, l'eau de condensation formant normalement 95 à 98% et plus de la totalité de l'eau d'alimentation nécessaire. Pour les centrales de for- ce motrice à vapeur, il reste donc à résoudre le problème de produire de l'eau d'appoint sous la forme d'un distillat d'une pureté aussi grande que possible. Les procédés usuels à cet effet consistent à pré-épurer chimique- ment l'eau brute des rivières, de courants souterrains, etc..
L'eau pré- épurée est ensuite soumise à une distillation simple ou double, et cette eau d'appoint à évaporer est également soigneusement désaérée en vue de la réduction de sa teneur en gaz.
Actuellement, les procédés connus ne répondent plus aux condi- tions extrêmement sévères imposées paroles techniciens des centrales de force motrice, qui exigent une eau d'appoint d'une teneur inférieure à 1 mgr. en résidu sec par-litre de distillat. Pour répondre à cette demande,
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il est vrai qu'on pourrait procéder par évaporation répétée du distillat, ce qui exigerait cependant la mise en service d'un nombre approprié d'é- vaporateurs et entraînerait également la perte de précieux potentiels de température et de pression, autrement disponibles dans la centrale pour la production de force motrice. En Amérique, notamment, on a donc déjà fait suivre les évaporateurs d'une sorte de colonne de distillation avec un fond en cloche.
Ces colonnes constituent bien un progrès, mais consomment éga- lement un potentiel de pression proportionnel.
Pour éviter les inconvénients précités, et pour obtenir une eau d'appoint répondant aux plus hautes exigences en ce qui concerne la pureté, dans les cas où l'eau d'appoint est évaporée dans un appareil de distillation, la vapeur sortant de l'appareil de distillation est, suivant la présente invention, lavée dans un appareil de lavage avec du condensat provenant de la centrale de force motrice à vapeur. Une partie de l'eau de lavage enrichie d'impuretés est évacuée d'une manière continue hors de l'appareil de lavage et remplacée par une quantité correspondante de con- densat frais.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et il servira égale- ment à la description de ce procédé.
Sur le dessin,1 désigne la chaudière d'une centrale de force motrice à vapeur. La vapeur produite dans cette chaudière 1 est utilisée dans une turbine à condensation 2 pour être transformée en force motrice.
La vapeur d'échappement de la turbine 2 est condensée dans un condenseur 3.
La pompe 4 aspire le condensat dans le condenseur 3 et le refoule à travers un premier réchauffeur 5 dans un réservoir 7 équipé d'un disposi- tif de désaération 6. Le condensat est aspiré dans ce réservoir par une pompe d'alimentation 8 qui le refoule à travers d'autres réchauffeurs 9 dans la chaudière 1. Le fluide chauffant utilisé dans les réchauffeurs 9 est constitué par de la vapeur prélevée sur la turbine 2. Le condensat précipité dans les réchauffeurs 9 passe par une tuyauterie 10 dans le dis- positif de désaération 6 du réservoir 7.
L'eau d'appoint à épurer, qui peut être del'eau brute provenant d'une source quelconque, arrive par une tuyauterie 11 et subit dans des appareils 12 un traitement chimique préalable. L'eau ainsi traitée passe dans un désaératuer 13 dans lequel elle est débarrassée aussi complètement que possible des gaz, notamment de CO2 et de 0 . En sortant du désaérateur 1 3, l'eau additionnelle passe dans un appareil de distillation 14 auquel est incorporé un dispositif de chauffage 15. Les vapeurs produites dans cet appareil 14 entraînent de fines gouttes du bain d'eau qui contient encore de grandes quantités d'impuretés et-surtout des sels. Cés gouttes augmentent par conséquent la teneur en impuretés des vapeurs sortant de l'appareil de distillation 14.
Ces vapeurs, arrivant par une tuyauterie 16 dans la colonne de lavage 17 d'un appareil laveur, subissent dans celui- ci un lavage intense, et les gouttes précitées sont absorbées par l'eau de lavage. La colonne de lavage 17 comporte un tube extérieur 18 et un tube d'injection 19 monté dans le tube 18. La base de la colonne de lavage 17 est raccordée à un réservoir de séparation 20. L'eau de lavage est main- tenue en circulation dans le laveur par une pompe 27.
Afin que l'eau de lavage n'accumule pas une trop grande quantité.d'impuretés, éliminées par le lavage et provenant des gouttes de liquide arrivant par la tuyauterie 16 avec la vapeur dans le laveur, une faible quantité du condensat pur produit dans la centrale thermique de force motrice est prélevée au point en aval du premier réchauffeur 5 et passe par une tuyauterie 22 dans le séparateur 20 du laveur. Un obturateur-régulateur 23, intercalé dans la tuyauterie 22, permet de régler la quantité de condensat arrivant par cette tuyauterie. Tout excès d'eau de lavage est ramené du conduit de refoulement de la pompe de circulation 27 dans l'appareil de distillation 14 par une tuyauterie 24 dans laquelle est intercalé un obturateur 25.
Cet obtura- teur 25 est réglé automatiquement en fonction du niveau du liquide dans le séparateur 20.
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La vapeur lavée, dont la teneur en impuretés est surtout en sels dissous est considérablement réduite par l'effet de lavage dans la colonne 17, passe à l'état bien sec par une tuyauterie 28 dans le réchauffeur 5, d'où elle arrive par une tuyauterie 28 dans le dispositif de désaération 6 du réservoir 7, pour se mélanger dans ce réservoir comme eau d'appoint avec le condensat qu'il contient déjà.
Le résultat du lavage qui vient d'être décrit ressort des cal- culs ci-après permettant de prédéterminer l'effet réalisé. On supposera que l'appareil de distillation 14 contient de l'eau ayant une teneur en impuretés (substance) de 100 mgr. par litre, c'est-à-dire par kilogramme, et que -les' vapeurs sortant de cet appareil contiennent encore 5 mgr. de substance par kilogramme.
L'impureté de la vapeur sortant de l'appareil 14 résulte des gouttes entraînées, c'est-à-dire de l'humidité de la vapeur (primage).
En effet,on peut supposer qu'aux températures d'ébullition de 130à 140 C régnant dans l'appareil de distillation 14, les sels ne se dégagent pas encore sous la forme de vapeurs. Si la capacité de production de l'appareil de distillation 14 est de 3000 kg/heure, la vapeur qui en sort contient 15000 mgr. de substance ou 15 kg. d'eau impure sous la forme de gouttes dont la majeure partie est assez fine pour former un brouillard. Le laveur, c'est-à- dire sa colonne de lavage 17, reçoit continuellement 5% de la production de vapeur de l'appareil de distillation 14 sous la forme de condensat contenant par exemple 1 mgr. de substance par litre et destiné à servir d'eau de la- vage, donc 150 kg. d'eau de lavage pour les 3000 kg. de vapeur précités.
Grâce à la circulation intense de l'eau de lavage (la quantité circulant dans le laveur peut atteindre 20000 kg./h. par exemple), les gouttes impures sont enlevées dans la colonne de lavage 17 et diluées. Si les 15000 mgr. des sub- stances précités sont totalement absorbées par les 150 kg. d'eau de lavage introduits et évacués d'une manière continue, le condensat introduit et uti- lisé pour le lavage est concentré de 1 mgr. à 15000 + 150 ¯ environ 100 mgr/kg.
Si on suppose que la vapeur lavée sortant de la colonne de lavage 17 et du séparateur 20 contient encore 1/2 % d'humidité, mais que cette humidité est constituée par des gouttes ne contenant plus que 100 mgr/kg de substance, la teneur totale de substance des 3000 kg. de vapeur passant par la tuyauterie 28 dans le réservoir à eau d'alimentation 7 sous la forme d'eau d'appoint n'est plus que de 3000 . 0.5 . 100 = 1500 mgr., ou d'environ 0,50 mgr. de substance par kilogramme Se vapeur. Ce calcul théorique et approximatif permet d'évaluer parfaitement l'importance de l'insertion d'un laveur de vapeur destiné à fournir l'eau d'appoint..
Dans certaines conditions, il peut être indiqué d'intercaler entre l'appareil de distillation et le laveur un séparateur préalable des- tiné à éliminer surtout les grosses gouttes, avant le laveur, de la vapeur qui doit être lavée dans celui-ci.
REVENDICATIONS:
1.- Procédé pour l'épuration de l'eau d'appoint nécessaire à l'alimentation des générateurs de vapeur dans les centrales de force motrice à vapeur, dans lequel cette eau est évaporée dans un appareil de distilla- tion, caractérisé en ce que la vapeur sortant de l'appareil de distillation est lavée,dans un appareil laveur avec le condensat fourni par l'installa- tion, et qu'une partie de l'eau de lavage ayant absorbé les impuretés est évacuée continuellement de l'appareil et remplacée par une partie correspon- dante de condensat frais.