Procédé pour produire par évaporation des solutions salines
concentrées.
Il est connu de produire des sels fondus, notamment du nitrate d'ammonium fondu, en évaporant les solutions salines
aqueuses dans un système de plusieurs chaudières, la solution
étant soumise à une pression,supérieure à la pression atmosphé-
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une chaudière intermédiaire et à une dépression minimum dans la
dernière chaudière. La première et la dernière chaudières sont
chauffées à la vapeur vide car il n'est guère possible, par ce
procédé, d'évaporer complètement une solution de nitrate d'ammonium
au moyen de vapeurs d'évaporation. On n'utilise ainsi qu'une partie
de la vapeur vive dans un évaporateur double, et une notable par-tie de la vapeur vive envoyée au système ne sert à chauffer qu'un
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de vapeur relativement élevée.
On a déjà aussi proposé de procéder avec des évaporateurs multiples de manière que la solution de nitrate d'ammonium étendue
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chaudière d'évaporation), et parcoure la chaudière suivante chauffée au moyen de vapeurs d'évaporation, installée éventuellement, et que la solution de nitrate d'ammonium hautement concentrée,
ou le nitrate d'ammonium fondu, soit pris à la dernière chaudière, qui est chauffée à la vapeur vive et qui est soumise à la pression maximum du système de chaudières. Ce procédé convient bien pour produire du nitrate d'ammonium fondu qui, par exemple pour une
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il convient moins pour un sel. fondu très visqueux, d'un poids spécifique d'environ 2,0, car Inefficacité du procédé est alors notablement inférieure.
Or on a trouvé qu'on peut obtenir de manière particulièrement avantageuse des solutions salines hautement concentrées, par évaporation dans des évaporateurs multiples où. la solution à traiter entre dans la première chaudière et la solution ou le sel. fondu achevés sortent de la dernière chaudière, en chauffant la première chaudière au moyen des vapeurs d'évaporation de la dernière chaudière, tandis que les autres chaudières sont montées comme dans un évaporateur multiple-effet à contre-courant, et en chauffant les deux dernières chaudières de l'ensemble au moyen de vapeur vive et le reste des chaudières au moyen de vapeurs d'évaporation. De cette façon on utilise très bien la totalité de la chaleur apportée au système, sans qu'il en résulte une production moindre qu'avec les procédés Employés jusqu'à présent.
Dans le nouveau procédé on emploie donc des appareils comportant par exemple quatre chaudières d'évaporation ou davantage, par exemple une combinaison de deux évaporateurs multiple-effet à contre-courant imbriqués, ou dans le cas de cinq chaudières, un évaporateur triple-effet à contre-courant encadré par un évapora-
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on exécute le procédé par exemple de la manière suivante:
La solution à évaporer entre dans une chaudière de préévaporation V 1 (fig.l) qui est chauffée par les vapeurs d'évapora -
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dernière chaudière de la série de quatre chaudières. Dans la chambre d'évaporation de la chaudière de pré-évaporation V 1 règne une pression aussi faible que possible, par exemple de 60 mm. de mercure, tandis que dans sa chambre de chauffe règne une pression de vapeur plus forte, telle qu'il y ait une différence suffisante entre le point d'ébullition de la solution et la température de condensation des vapeurs d'évaporation circulant dans la chambre
de chauffe. De la chaudière de pré-évaporation V 1 la solution se rend dans une deuxième chaudière de pré-évaporation V 2. Cette chaudière est chauffée par les vapeurs d'évaporation d'une chaudière intermédiaire M montée en .aval. Dans la chambre d'évaporation de la
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faible que possible, par exemple de 60 mm. de mercure, tandis que dans sa chambre de chauffe règne une pression telle qu'ici également la différence de températures entre la solution et la chambr�de chauffe soit suffisamment grande. On fait passer ensuite la solu-
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de la chaudière intermédiaire règne la pression de la vapeur vive de chauffe employée. La pression effective régnant dans la chambre .d'évaporation de la chaudière intermédiaire M refoule ensuite la solution préconcentrée dans la chaudière d'évaporation finale F qui elle aussi est chauffée à la vapeur vive. On règle la pression absolue dans la chambre d'évaporation de la chaudière d'évaporation
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tion de cette chaudière, de manière qu'une vive ébullition soit entretenue d'une part dans la solution hautement concentrée de la chaudière d'évaporation finale F par la vapeur vive employée et, d'autre part, dans la solution diluée de la chaudière de pré-évaporation V 1 sous l'influence des conditions de servi:ce qui y sont établies. S'il est nécessaire de soumettre à un refroidissement ultérieur le sel fondu quittent la chaudière d'évaporation finale F, on peut y procéder dans un évaporateur à dépression, non représenté sur le dessin, monté en aval de cette chaudière, de manière qu'une partie de l'eau encore contenue dans le sel fondu soit évaporée.
Eh comparaison du procédé simple-effet on peut réaliser par ce moyen une économie de vapeur de 45 à 50%. En comparaison du procédé, fréquemment employé jusqu'à présent, consistant à évaporer la solution dans un évaporateur double-effet et un évapora.teur simple-effet monté en aval de celui-ci, l'économie de vapeur
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On peut réaliser une économie de vapeur plus grande encore en employant au lieu de l'évaporateur quadruple par exemple un évaporateur quintuple, comme le montre la fig.2. Dans ce cas,
la solution entre, comme précédemment, dans une première chaudière de pré-évaporation V 1 qui est chauffée par les vapeurs d'évaporation de la chaudière d'évaporation finale F, tandis qu'on envoie de la vapeur vive à la chambre de chauffe de la chaudière d'évaporation finale F. De la chaudière de pré-évaporation V 1 la solu-
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V 2 qui est chauffée par les vapeurs d'évaporation d'une première chaudière intermédiaire à 1 dont ]La chambre de chauffe est chauffée par les vapeurs d'évaporation d'une deuxième chaudière intermédiaire M 2 chauffée à la vapeur vive.
.Au lieu d'exécuter le procédé dans des chaudières Robert, représentées sur les dessins annexés et employées aux exemples suivants, on peut aussi le réaliser au moyen de chaudières de toute autre construction voulue. En outre, on peut 1'-appliquer
en opérant de manière continue ou de manière discontinue. Les pressions de vapeur dans les chambres de chauffe et dans les chambres d'évaporation doivent être choisies selon la nature de la. solution à évaporer ainsi que selon la tension de la vapeur de chauffe employée et les autres conditions de service.
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Dans une installation à quatre chaudières (voir Fig.l)
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teneur d'environ 8?$ en nitrate de calcium (poids spécifique
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La solution entre dans la chaudière de pré-évaporation
V 1 par la conduite a. La chambre d'évaporation de cette chaudière est sous une pression absolue d'environ 60 mm. de mercure, à laquelle la solution bout à environ 40[deg.]. Par la conduite de vapeurs
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poration finale F se rendent dans la chambre de chauffe de la chaudière de' pré-évaporation VI et s'y condensent à une température d'environ 60[deg.]. La chambre de chauffe de la chaudière de pré-
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chambre de chauffe de la chaudière de pré-évaporation V 1 par gravité, à travers la conduite III, ou bien elle est évacuée par une pompe. -.4-près que la solution est évaporée jusqu'à une teneur
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vapeurs d'évaporation provenant des chaudières de pré-évaporation V 1 et V 2 sont condensées dans un condenseur à injection K. La chambre de chauffe de la chaudière de pré-évaporation V 2 reçoit par la conduite de vapeurs d'évaporation II les vapeurs d'évapo-
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chambre d'évaporation de celle-ci, à une pression d'environ 990 mm. L'eau de condensation provenant de la chambre de chauffe de la chaudière de pré-évaporation V 2 s'écoule spontanément ou sous l'action d'une pompe, par la conduite IV et peut être utilisée ultérieurement à d'autres fins, comme aussi d'ailleurs l'eau de condensation de la chaudière de pré-évaporation V 1. Dans la chau-
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teneur en sel de 47,7%. Elle bout à 48[deg.] dans les conditions établies. La gravité ou une pompe fait passer ensuite la solution
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à 110[deg.]. La chambre de chauffe de la. chaudière intermédiaire M reçoit par la conduite V de la vapeur à environ 5 atmosphères effectives. On envoie l'eau de condensation par la conduite VI, par exemple dans un échangeur de chaleur où elle est employée pour préchauffer de la solution préconcentrée, si bien qu'on peut utiliser dans les chaudières de pré-évaporation les vapeurs d'évaporation engendrées par la quantité de chaleur apportée par cette eau de condensation. La solution préconcentrée se rend ensuite
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évacue en e le sel fondu. La chaudière d'évaporation finale F est chauffée elle aussi à la vapeur sous 5 atmosphères effectives, arrivant par la conduite VII. L'eau de condensation provenant de la chambre de chauffe peut être envoyée par la conduite VIII à l'échangeur de chaleur précité, pour utiliser sa chaleur. La chambre d'évaporation de la chaudière d'évaporation finale F fonctionne sous une pression d'environ 160 mm. pour une solution <EMI ID=24.1>
Si une des chaudières chauffées à la vapeur vive, par exemple la chaudière intermédiaire M, produit plus de vapeurs d'évaporation que ne peut utiliser l'autre chaudière, qu'on doit chauffer au moyen de ces vapeurs d'évaporation, il est possible sans plus d'envoyer l'excès de vapeurs d'évaporation à une autre
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même .temps que les vapeurs d'évaporation provenant d'ailleurs. Les tuyaux E servent à désaérer les chambres de chauffe.
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Lorsqu'on évapore la solution de nitrate de calcium dans l'évaporateur quintuple représenté sur la fig.2, la solution se rend d'abord par la conduite a dans la chaudière de pré-évapo-
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la conduite d dans la deuxième chaudière intermédiaire M 2 et finalement, par la conduite e, dans la chaudière d'évaporation finale F d'oit on évacue par la conduite f le sel fondu achevé. Dans la chambre d'évaporation de la chaudière d'évaporation finale F chauffée à la vapeur vive provenant de la conduite IX règne une pression de 160 mm. de mercure. Sous cette pression
les vapeurs d'évaporation passent par la conduite I dans la chambre
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densent à 60[deg.]. Dans la chambre d'évaporation de la deuxième chaudière intermédiaire M 2 chauffée à la vapeur vive provenant de la conduite X règne une pression de 1 atmosphère effective; les vapeurs d'évaporation se rendent par la conduite III dans la chambre de chauffe de la première chaudière intermédiaire M 1 et s'y
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termédiaire M 1 règne une pression d'environ 1000 mm. de mercure. Les vapeurs d'évaporation se rendent par la conduite II dans la