2- LA DISTILLATION ET LA DISTILLATION MULTI-EFFETS

 

La Distillation :

Le procédé utilise la différence de volatilité (capacité à s'évaporer selon la température) entre les constituants afin de les séparer : le plus volatil a une température d'ébullition plus basse que le moins volatil, etc. Ainsi, en chauffant la solution, chaque constituant va être séparé successivement (on parle de coupe de distillation). La vapeur ainsi produite peut être condensée (distillat), et la substance restante est appelée résidu. Attention cependant, le distillat n'est pas toujours un produit pur. Il peut être un mélange défini de deux constituants (même non miscibles) : on parle d'azéotrope*, ou de mélange azéotropique. Ce dernier, à l'exemple d'un corps pur, est défini par sa température d'ébullition, différente de celles de ses deux constituants.

 

 

La distillation Multi-Effets :

Le distillateur est constitué de plusieurs évaporateurs en série que l’on appelle effets. La vapeur issue du premier effet se condense au niveau du second effet et l’énergie libérée par la condensation sert à évaporer l’eau de mer qui s’y 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 l’eau d’alimentation du premier effet. En l’absence de pertes calorifiques, on peut donc réutiliser la chaleur latente une infinité de fois : plus il y a d’effets, plus le coût énergétique sera faible. En réalité, il y a toujours des pertes et le nombre d’effets est limité par des contraintes techniques et économiques.

En effet, pour maintenir une vitesse de transfert thermique raisonnable, c’est-à-dire pour que la distillation soit suffisamment rapide, il est nécessaire de ménager un gradient thermique de quelques Kelvin au niveau des surfaces d’échange. En pratique, on impose des pressions décroissantes (et donc des températures décroissantes) d’effet en effet et on utilise des pompes pour extraire l’eau pure et la saumure des enceintes en dépression. Le nombre d’effets n’est donc pas seulement limité par l’investissement, mais aussi par l’écart entre la température froide de l’eau de mer, qui permet de condenser la vapeur issue du dernier effet, et la température d’ébullition de l’eau 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 l’entartrage, ce qui diminue le coefficient de transfert thermique des surfaces d’échange et peut aller jusqu’à obstruer les tubes si on ne fait rien. Pour lutter contre l’entartrage, on peut opérer un prétraitement de l’eau de mer par ajout de polyphosphates ou d’acide sulfurique, ajouter des petites boules d’éponge, 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).

D’autre part, l’un des principaux problèmes de la distillation multiples effets, après l’entartrage, est la corrosion due aux grandes quantités d’ions chlorures dans l’eau de mer (les ions augmentent la conductivité de l’eau 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 d’effets utilisés.

 

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