1 cristallisoir

3) a. Procédé avec 1 cristallisoir

 

L'objectif de la cristallisation est de récupérer des cristaux de sels et de produire une solution qui pourra être rejetée dans la mer sans conséquence sur l'environnement, donc avec une faible concentration en NaCl. 

Nous avons décidé de récupérer l'eau qui s'est évaporée lors de la cristallisation pour la mélanger avec la solution en sortie du cristallisoir qui est saturée en sels. Ceci permet de diluer la solution qui aura par conséquent une concentration plus faible en sortie.

Le procédé est représenté ci-dessous (schéma réalisé avec le logiciel ProSim):

Conditions de fonctionnement du procédéévaporation isotherme dans un cristallisoir de type M.S.M.P.R.

Description du procédé:

La saumure arrive en entrée du procédé à 15°C. Elle est chauffée grâce à l'échangeur 1 pour la porter à sa température d'ébullition avant d'entrer dans le cristallisoir. En sortie du réacteur, on observe 2 courants: 

  • un courant vapeur: c'est l'eau qui s'est vaporisée
  • un courant appelé magma: composé de cristaux et d'une solution saturée en sels (eau + sels dissous)

Le magma arrive sur un filtre qui va permettre de séparer les cristaux, qui devront par la suite être séchés, et la solution. Finalement, la solution et la vapeur condensée sont mélangées pour obtenir la solution finale à une concentration fixée.

Le procédé est isotherme donc: T entrée = T sortie.

Les hypothèses émises pour cette étude sont les suivantes:

  • Pas d'impureté et pas d'ensemencement du cristallisoir
  • Procédé continu 
  • Régime permanent
  • Réacteur parfaitement agité
  • Pas d'agglomération, ni d'attrition, ni de brisure des cristaux
  • Vitesse de croissance indépendante de la taille des cristaux
  • Équilibre à la sortie du cristallisoir
  • La densité du magma à la sortie du cristallisoir ne doit pas excéder 30 % pour pouvoir sortir les cristaux du réacteur

Pour obtenir la concentration finale désirée, nous avons effectué les bilans matière et thermique sur ce procédé:

Les résultats obtenus sont les suivants: 

  • Quantité de chaleur à fournir pour la cristallisation: Q = 352 MW ⇒ ordre de grandeur de l'énergie d'une centrale nucléaire... Valeur énorme !!
  • Concentration de la solution finale: Cf = 140 g/L pour avoir un pourcentage de cristaux en sortie du réacteur de 30% ⇒ valeur bien supérieure à la valeur attendue qui était de 35 g/L !

Nous allons donc maintenant nous intéresser à un autre procédé pour essayer d'obtenir le résultat escompté: 2 cristallisoirs en série: CLIQUEZ ICI 

 

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