Distillation Multiples Effets

Distillation Multiples Effets

Distillation multiples effets

La distillation multiples effets est un procédé de déminéralisation de leau. Il est généralement considéré comme le procédé le plus économique pour dessaler de leau de mer à léchelle industrielle.

Sommaire

Historique

La distillation est le plus vieux procédé de dessalement : les marins grecs lutilisaient déjà au IIIe siècle av. J.-C. sur leurs bateaux.

Le plus ancien évaporateur multiples effets a été breveté il y a plus de 80 ans par le français Kestner.

Principe

Le principe de base de la distillation est simple : les sels dissous nétant pas vaporisables dans les mêmes conditions que leau, la vapeur obtenue par chauffage deau salée est constituée deau pure.

Malheureusement, la chaleur latente de vaporisation de leau est assez importante et le coût énergétique de la simple distillation est rédhibitoire, à moins de disposer dun fluide de chauffage en abondance comme sur les navires, qui trouvent une utilisation à leau de réfrigération de leurs groupes diesels ou de leurs gaz déchappement. La chaleur latente de congélation, en revanche, est bien inférieure et comme la solubilité des sels tend à devenir nulle dans la glace, on peut théoriquement dessaler leau par congélation. Lavantage thermodynamique de la congélation na cependant jamais été exploité car on a inventé des procédés qui permettent de recycler, aux pertes près, la chaleur latente de vaporisation : cest le cas de la distillation multiples effets, entre autres.

Procédé industriel

Le distillateur est constitué de plusieurs évaporateurs en série que lon appelle effets. La vapeur issue du premier effet se condense au niveau du second effet et lénergie libérée par la condensation sert à évaporer leau de mer qui sy trouve. Le troisième évaporateur joue le rôle de condenseur pour les vapeurs issues du second effet et ainsi de suite. La vapeur du dernier effet sert à réchauffer leau dalimentation du premier effet. En labsence de pertes calorifiques, on peut donc réutiliser la chaleur latente une infinité de fois : plus il y a deffets, plus le coût énergétique sera faible. En réalité, il y a toujours des pertes et le nombre deffets est limité par des contraintes techniques et économiques.

En effet, pour maintenir une vitesse de transfert thermique raisonnable, cest-à-dire pour que la distillation soit suffisamment rapide, il est nécessaire de ménager un gradient thermique de quelques Kelvin au niveau des surfaces déchange. En pratique, on impose des pressions décroissantes (et donc des températures décroissantes) deffet en effet et on utilise des pompes pour extraire leau pure et la saumure des enceintes en dépression. Le nombre deffets nest donc pas seulement limité par linvestissement, mais aussi par lécart entre la température froide de leau de mer, qui permet de condenser la vapeur issue du dernier effet, et la température débullition de leau dans le premier effet, elle-même limitée par le fait que la solubilité des carbonates et des sulfates diminue lorsque la température augmente : en augmentant la température, on augmente lentartrage, ce qui diminue le coefficient de transfert thermique des surfaces déchange et peut aller jusquà obstruer les tubes si on ne fait rien. Pour lutter contre lentartrage, on peut opérer un prétraitement de leau de mer par ajout de polyphosphates ou dacide sulfurique, ajouter des petites boules déponge, récupérées en sortie, qui nettoient en continu les tubes et les réservoirs ou encore additionner à la saumure des germes cristallins sur lesquels se dépose préférentiellement le tartre (méthode dite de germination).

Dautre part, lun des principaux problèmes de la distillation multiples effets, après lentartrage, est la corrosion due aux grandes quantités dions chlorures dans leau de mer (les ions augmentent la conductivité de leau et accélèrent ainsi la corrosion.) On est amené à employer des matériaux ou des revêtements qui élèvent significativement le coût des installations et contribue à limiter le nombre deffets utilisés.

Liens externes

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