LU81574A1 - Dispositif d'extraction et de melange des condensats des effets d'un evaporateur a multiple effet - Google Patents

Description

( I -

La présente invention a pour objet un nouveau dispositif dfextraction et de mélange des condensats des corps de chauffe d'au moins deux effets d'un êvaporateur à multiple effet, la pression étant décroissante du premier au dernier effet.

5 A ce jour, il est connu d'associer un moyen d'extraction à chacun des corps de chauffe concernes, ces moyens étant constitués par un conduit portant une pompe d'extraction ; les condensats extraits à l'aide de ces moyens d'extraction sont ensuite mélangés, par exemple dans un bac de. mélange.

Le prix de revient de ces moyens <3 ' extraction et leurs frais de main-10 tenance peuvent donc devenir importants si le nombre de corps de chauffe dont on veut extraire les condensats devient élevé.

La présente invention a pour but de réduire ce prix de revient et ces frais et pour ce faire, elle propose un dispositif qui se caractérise en ce qu'il comprend un réservoir dans lequel débouchent des conduites respective-15 .ment en relation avec la partie basse des corps de chauffe dont on veut extraire les condensats, ce réservoir comportant en outre un moyen d'extraction.

De par les différences de pression entre le réservoir et les corps de chauffe, il se crée dans les conduites une colonne d'eau pouvant se prolonger jusque dans lesdits corps de chauffe et il tend à s'établir, entre la surface 20 des condensats présents dans le réservoir et celle de la colonne d'eau, une 1' dénivellation d'équilibre correspondant à la différence de pression existant entre ledit réservoir et le corps de chauffe considéré. Les condensats produits dans les corps, de chauffe sont donc continuellement éliminés de manière a ce que soit conservée cette dénivellation d'équilibre.

25 II est clair par ailleurs que la présente invention ne nécessite plus la mise en oeuvre d'autant de moyens d'extraction qu'il y a de corps de chauffe ; un seul moyen suffit quel que soit le nombre de corps de chauffe dont on veut extraire les condensats.

Avantageusement, pour chacun des corps de chauffe dont on veut extraire 30 les condensats, la dénivellation entre le point d'extraction sur le réservoir et le point de prélèvement des condensats sur le corps de chauffe est choisie de manière à être au moins égale à la différence de pression existant entre le ^ réservoir et le corps de chauffe considéré, le point d’extraction étant néces sairement situé sous le point de prélèvement.

35 Dans ces conditions, à l'équilibre, le niveau des condensats dans les corps de chauffe ne dépassera pas celui du point de prélèvement sur les corps de chauffe. Ces derniers ne seront donc pas encombrés de condensats et ils pourront fonctionner de façon optimale.

Selon une variante, tout ou partie des conduites débouchent dans le h0 réservoir à un niveau situé au-dessous du point d'extraction. Dans le cas I 2 ' où toutes les conduites débouchent au-dessous de ce point, le réservoir peut être à la pression du corps de chauffe où règne la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats, mais il peut être également à.une pression supérieure.

5 Selon une autre variante, seule la conduite en relation avec le corps de chauffe de pression la plus élevée débouche dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d'extraction. Dans.ces conditions, il y a communication entre le réservoir et ce corps de chauffe et la pression régnant dans le premier est égale à la pression régnant dans le second. Les condensats de ce 10 corps de chauffe particulier s'écoulent, alors par gravité dans le réservoir et il n'y a pas formation d'une colonne de.liquide dans la conduite associée ù ce corps de chauffe.

Enfin, tout ou partie des conduites peuvent déboucher dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d;'extraction, les conduites associées 15 a,ux corps de chauffe de pression plus faible que celle du réservoir étant alors pourvues de moyens rendant l'écoulement unidirectionnel et empêchant toute migration de fluide et notamment de vapeur du réservoir vers les corps de chauffe. Ces moyens peuvent être constitues par des clapets unidirectionnels.

Ces clapets facilitent la formation des colonnes d'eau dans les conduites et 20 ainsi de l'équilibre dans les systèmes réservoir-conduite-corps de chauffe.

i Ces moyens peuvent également être constitués par des tubes en U. Il est bien l » certain que dans ces cas de figure où tout ou partie des conduites débouchent dans le réservoir à un niveau situe au-dessus du point d'extraction, la pression du réservoir peut être égale ou supérieure à celle du corps de chauffe où règne 25 la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats.

Selon un mode de réalisation, le réservoir est mis à la pression du corps de chauffe où règne la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats. Cette variante pennet de maintenir une 30 pression constante dans le réservoir, ce qui n'est pas toujours réalisable lorsque la communication entre ledit réservoir et le corps de chauffe en question est assurée par la conduite elle-même et surtout si cette dernière est de faible diamètre.

On décrit ci-après, à titre d'exemple, un mode de réalisation de la 35 présente invention en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente une installation d'évaporation constituée essentiellement par un évaporateur à quatre effets du type â flot tombant et pourvu du dispositif selon l'invention.

Plus précisément, cette installation comporte un évaporateur à quatre kQ effet 1, 2, 3, !+, le produit liquide à concentrer arrivant en tête du premier f / .

' effet 1 par un conduit 5* Ce produit peut être de toute nature, comme par exemple un produit alimentaire tel que du lait écrémé. Le produit issu de la "base de cet effet 1 est ensuite dirigé en tête A du second effet 2, de la "base de cet effet 2 en tête B du troisième effet 3, de la base de cet effet 3 en tête C du 5 dernier effet V et enfin de la base de cet effet U vers un bac de stockage ou tout lieu d’utilisation (non représenté), respectivement par un conduit 6 comportant une pompe d’extraction 7, un conduit 8 comportant une pompe d’extraction 9, un conduit 10 comportant une pompe d’extraction 11 et un conduit 12 comportant une pompe d’extraction 13· Par ailleurs, aux effets 1, 2, 3» U de l’êvapo-10 rateur sont respectivement associés des séparateurs vapeur-liquide 1l·, 15» 16, 17* La vapeur d'évaporation créée dans l'effet 1 arrive par un conduit 18 dans le séparateur il· d’où elle est dirigée par un conduit 19 dans le corps de chauffe 20 de l'effet 2. De la même manière, la vapeur d’évaporation créée dans les effets 2, 3, l· est respectivement amenée dans les séparateurs 15» 16, » 15 1J par les conduits 21, 22, 23, puis dirigée de ces séparateurs respectivement dans le corps de chauffe 2l· de l'effet 3» le corps de chauffe 25 de l’effet l· et un condenseur (non représenté) par les conduits 26, 27, 28. Le conduit 26 porte en dérivation le conduit d'aspiration 29 d'un thermocompr es s eur de vapeur 30 dont le conduit de refoulement 31 débouche dans le corps de chauffe 32 de 20 l'effet 1. Il est à noter que la pression régnant dans les corps de chauffe 20, ^ 2l·, 25 et 32 est respectivement P^, P^, P^, PQ qui sont telles que l'on a

Po> P, > P2> P3*

Chacun des corps de chauffe 20, 2l· et 25 est- muni à sa partie basse d'une conduite de prélèvement des condensats 33» 3l·, 35» conduites qui dêbou-25 chent dans un réservoir 36 pourvu à sa base d'un conduit d'extraction 37 comportant une pompe d'extraction 38. La conduite 33 associée au corps de chauffe 20 ' débouche à la partie haute de ce réservoir 36, alors que la conduite 3l· associée au corps de chauffe 2l· et la conduite 35 associée au corps de chauffe 25 débouchent dans le réservoir à un niveau situe au-dessous du point d'extraction de 30 ce réservoir. Le corps de chauffe 32 est lui également muni à sa base d'une ' conduite d'extraction 39 comportant une pompe d’extraction la conduite 39 portant en dérivation une conduite l·! venant rejoindre la conduite 37* Enfin, une tuyauterie l·2 relie la partie haute du réservoir 36 au corps de -chauffe 20 de manière à ce que ledit réservoir soit à tout moment à la pression P-j.

35 Les condensats produits dans le corps de chauffe 20 s'écoulent donc librement par gravité dans ledit réservoir 36. La pression P^ dans le corps de chauffe 2l· étant inférieure à la pression P1, les condensats présents dans le réservoir vont s'élever dans la conduite 3l·, et les condensats produits dans le corps de chauffe 2l· se déversent dans cette même conduite 3l·. Le niveau des b0 condensats dans la conduite 3l· tend finalement vers une valeur d'équilibre B^.

ί

Il en est de meme dans la conduite 35 où le niveau des condensât s tend vers une valeur d'équilibre Rg située au-dessus du niveau R^ en raison du fait que la pression du corps de chauffe 25 est inférieure à la pression du corps de chauffe 2b. En définitive, si on appelle : 5 - H la dénivellation existant entre le niveau du point d'extraction du réservoir et le niveau et -H' la dénivellation existant entre le niveau du point d'extraction du réservoir et le niveau Rg, le système évolue jusqu'à atteindre l'équilibre caractérisé par les équations 10 suivantes : H » P1 - P2 H’= P1 - P3

Ensuite, le système se comporte de manière à toujours tendre vers cet équilibre. Ainsi, les condensât s en provenance des corps de chauffe 2b et 25 et 31 ....

15 qμi s'écoulent respectivement dans les conduiteset 35» ont tendance à faire monter le niveau de liquide dans ces conduites ; mais le système réagit immédiatement pour s'opposer à cette élévation de niveau et l'apport de condensâts en provenance des corps de chauffe 2b, 25 est absorbé par le réservoir 36 et évacué par le circuit d'extraction 37» 38.

20 Bien entendu, l'esprit de l’invention ne serait en rien modifié si | les conduites 3¼ et 35 débouchaient dans le réservoir 36 au-dessus du niveau du point d'extraction de ce réservoir. Toutefois, dans ce cas, pour faciliter la formation de la. colonne de liquide dans lesdites conduites, un clapet unidirectionnel est disposé sur chacune d'elles. Dans ces conditions, la vapeur présente 25 dans le réservoir 36 ne peut à aucun moment fuser dans les conduites 3^· et 35 vers les corps de chauffe 2b et 25 en gênant ainsi la formation des colonnes de liquide. Les condensât s en provenance des corps de chauffe 2b et 25 vont donc s'écouler respectivement dans les conduites 3^ et 35 jusqu'à y atteindre des niveaux d'équilibre tels que définis précédemment, les clapets s'ouvrant et se 30 fermant de manière à maintenir ces niveaux d'équilibre dans les conduites 3^,35·

Dans l'installation représentée ci-dessus, la conduite 33 dans laquelle circulent les condensats du corps de chauffe 20, débouche à un niveau situé au-. dessus de celui du point d'extraction et la pression dans le réservoir est alors P1. Toutefois, si l'on dispose un clapet unidirectionnel sur cette conduite 33 35 qui empêche toute migration de fluide du réservoir vers le corps de chauffe 20, ou encore si l'on fait déboucher cette conduite 33 dans le réservoir 36 à un niveau situé au-dessous du point d'extraction» il est alors possible d'avoir dans ledit réservoir 36 une pression supérieure à , par exemple PQ. Dans ces conditions, il faudra bien entendu créer entre le réservoir 36 et les corps de l0 chauffe 20, 2b et 25 une dénivellation suffisante pour permettre l'écoulement I 5 » des condensais vers le réservoir.

Il est à noter que les condensât s qui se forment dans l'effet 1 sont évacués par le conduit 39 et la pompe d'extraction kO. Une partie de ces con-densats est mélangée au moyen de la conduite Ul aux condensats issus du réser-5 voir 36, le restant étant de préférence dirigé vers une chaudière où est produite tout ou partie de la vapeur nécessaire au fonctionnement du thermocompresseur 30. Bien entendu, la conduite Hl pourrait être supprimée sans que cela ne nuise à la marche de l'installation.

Le réservoir 36 pourrait également être associé au corps de chauffe 10 32, auquel cas tous les condensats de 1'évaporateur seraient collectés par un seul et unique dispositif d'extraction et de mélange.

L'eau chaude extraite des corps de chauffe des effets de 1'évaporateur, conformément à l'invention, trouve différentes applications. Elle peut par exemple être Utilisée pour préchauffer l'air nécessaire dans un sêcheur par 15 air chaud couplé à 1 ' évaporateur et dans lequel est traité le concentré issu dudit évaporateur ou tout autre concentré.

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Claims (4)

1. Dispositif d'extraction et de mélangé des condensât s du corps de chauffe d'au moins deux effets d'un évaporateur à multiple effet , la pression étant décroissante du premier au dernier effet, caractérisé en ce qu’il comprend 5 un réservoir dans lequel débouchent des conduites respectivement en relation avec la partie hasse des corps de chauffe dont on veut extraire les condensats, ce réservoir comportant en outre un moyen d'extraction.

2. Dispositif d'extraction selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chacun des effets dont on veut extraire les condensats, la déni- 10 vellation entre le point d'extraction sur le réservoir et le point de prêlève-, ment des condensats sur le corps de chauffe est choisie de manière à être au moins égale à la différence de pression existant entre le réservoir et le corps de chauffe considéré, le point d'extraction étant situé sous le point de prélèvement . 15 * « 3· Dispositif d'extraction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tout ou partie des conduites débouchent dans le réservoir à un niveau situé au-dessous du point d'extraction. h. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que seule la conduite en relation avec le corps de chauffe de pression la plus élevée 20 débouche dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d’extraction, j 5· Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, carac térisé en ce que tout ou partie des conduites débouchent dans le réservoir à un niveau situé au-dessus du point d'extraction, les conduites associées aux corps m de chauffe de pression plus faible que celle du réservoir étant alors pourvues 25 de moyens rendant l'écoulement unidirectionnel et empêchant toute migration de fluide et notamment de vapeur du réservoir vers les corps de chauffe.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par des clapets unidirectionnels- T· Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits 30 moyens sont constitués par des tubes en U.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir est mis à la pression du corps de chauffe où règne la pression la plus élevée parmi les corps de chauffe dont on veut extraire les condensats. ΙΛλλλλρ