Bilan matière

Bilan matière

Le bilan matière est effectué sur un cristallisoir fonctionnant en continu de type cuve agitée dont le flowsheet est présenté ci-dessous:

Nous pouvons remarquer différents flux classiques dans un procédé:

  • Qme: débit d'alimentation de la saumure en kg/h avec une concentration de NaCl (=soluté) Ce (kg de soluté/kg de solution)
  • Débit de magma = débit de sortie de la solution (Qms) + débit de sortie des cristaux de sels (Qmc)
  • Qmc: débit des cristaux produits dans le cristallisoir
  • Qms: débit de soutirage de la solution constituée d'eau saturée en sels
  • Qmv: débit de solvant évaporé

Le bilan matière global est le suivant:

Qme = Qmv + Qmc + Qms avec Qmf = Qmv + Qms

Remarque: pour le bilan matière, on suppose que les cristaux sont secs.

On effectue le bilan avec: 

  • Données imposées
    • Qve = 800 m3/h donc Qme = 954 400 kg/h si la masse volumique du mélange = 1192 kg/m3
    • Ce = 273,7 g/L = 0,23 $ \displaystyle \frac{kg soluté}{kg solution} $
  • Objectif: atteindre une concentration finale Cf de 35 g/L = 0,029  $ \displaystyle \frac{kg soluté}{kg solution} $
  • Données variables: On choisit de travailler sous vide pour que la température d'ébullition du mélange ne soit pas trop élevée: à P = 0,11 atm, Teb = 50°C. Avec la courbe de solubilité on trouve que Cs à 50°C = 429  g/L soit 0,36 $ \displaystyle \frac{kg soluté}{kg solution} $.

enlightened Attention aux hypothèses de départ: il faut que le magma contienne 30 % de cristaux au maximum sinon on ne peut plus les sortir du cristallisoir. Dans notre cas, il y a :

% cristaux dans magma = Qmc / ( Qmc + Qms) = 1,967 / (1,967 + 0,617) = 76 % >> 30 %

La valeur trouvée est bien supérieure à 30 %. Avec le solveur d'Excel, on réalise plusieurs calculs pour trouver la concentration atteinte lorsque le magma ne contient que 30% de cristaux. On obtient le tableau suivant:

On remarque que pour un pourcentage de cristaux dans le magma de 30%, la concentration finale est de 140 g/L. Cette concentration est très importante et ne correspond pas à la valeur attendue.

 

 

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