traitement des eaux d'appoint
Temps de lecture :A la section les eaux de chaudières, on trouve des exemples de qualité exigée sur les eaux d’alimentation de chaudière (extrait du projet Normes européennes). Pour satisfaire ces exigences, un traitement d’eau d’appoint est presque toujours nécessaire et, suivant la qualité de l’eau brute, commence souvent par une clarification filtration permettant de délivrer une eau de qualité physique compatible avec les traitements sur résine et/ou membrane indispensable pour assurer la qualité chimique nécessaire. Par ailleurs, les chapitres mise en oeuvre des échangeurs d'ions et séparation par membranes ont décrit les principales technologies utilisées, mettant en œuvre échange d’ions et/ou membranes, voire électrodésionisateur, éléments incontournables des traitements d’eaux d’appoint.
postes de décarbonatation et d’adoucissement des chaudières basses et moyenne pression
Le traitement minimum est généralement un traitement d’adoucissement, de façon à obtenir un TH aussi voisin que possible de zéro.
Aux basses pressions, on utilise l’adoucissement simple tandis qu’aux pressions intermédiaires, décarbonatation, désiliciage éventuel et adoucissement sont combinés selon différentes méthodes. Les principales sont :
- la décarbonatation à la chaux, à froid, avec désiliciage facultatif par le chlorure ou l’oxyde de magnésium ou l’aluminate, suivie d’adoucissement (voir élimination de la dureté (calcium et magnésium)) ;
- la décarbonatation à la chaux avec désiliciage à la magnésie, à chaud (95 à 110 °C), suivie d’adoucissement (très peu utilisée aujourd’hui) ;
- la décarbonatation sur échangeur de cations carboxylique (voir schémas classiques de mise en œuvre) suivie d’adoucissement et comportant l’élimination physique du CO2 par strippage (beaucoup moins coûteuse que sa fixation sur résine anionique forte).
Pour permettre de choisir entre ces divers systèmes, le tableau 1 présente les résultatsqu’on peut attendre de chacun d’eux.
Après ces traitements, il est souhaitable de procéder à une élimination physique (dégazage) ou chimique de l’oxygène et à un conditionnement.
Les figures 1 et 2 donnent des exemples d’installation.
chaînes de déminéralisation totale (chaudière moyenne et haute pression)
Lorsque les procédés précédents ne donnent pas une qualité suffisante, il faut recourir à la déminéralisation totale des eaux d’appoint par échange d’ions et/ou osmose inverse.
Suivant la composition de l’eau d’appoint, la pression et le type de chaudière, on est conduit à adopter l’une des filières du tableau 2.
Si, avec les valeurs minimales du TAC, le rapport :
requis n’est pas atteint, il faut apporter les corrections nécessaires pour rétablir un rapport convenable entre la silice et l’alcalinité dans l’eau de la chaudière.
Toutes ces valeurs sont données à titre indicatif. Elles peuvent être hors de portée quand on part d’eaux très minéralisées, polluées ou ayant subi un prétraitement insuffisant.
Le schéma de la figure 3 montre une installation comportant un échangeur de cations fortement acide et un échangeur d’anions fortement basique avec éliminateur de CO2. C’est le schéma le plus simple pour une chaîne de déminéralisation.
Pour l’alimentation de chaudières HP, une installation type de déminéralisation totale peut inclure :
- un prétraitement : clarification ou décarbonatation suivie de filtration ;
- une chaîne primaire d’échangeurs d’ions comprenant obligatoirement :
- soit un cation fort ( CF ) et un anion fort ( AF ), etéventuellement un cation faible ( Cf ) et un anion faible ( Af ), avec souvent une élimination du CO2 entre échangeurs cationique et anionique ;
- soit une osmose inverse à simple ou double passe.
Une telle chaîne doit délivrer une eau à plus de 50 KΩ·cm de résistivité ne comportant ni turbidité (< 0,1 NTU), ni matières organiques (TOC < 0,5 mg · L–1) :
- une chaîne secondaire comportant soit un CF et un AF, soit un lit mélangé (LM), soit un seul cation de finition, soit une électrodésionisation (voir séparation par membranes),
À ce stade, une eau avec une résistivité meilleure que 5 MΩ/cm sera obtenue.
- un conditionnement chimique.
Le schéma de la figure 4 représente une chaîne de déminéralisation totale pour centrale nucléaire comportant une chaîne primaire cation-anion régénérée à contre-courant et un LM de finition.
Un autre exemple de traitement faisant appel à des technologies plus avancées est illustré par la figure 5. On notera que, mis à part le sel de régénération de l’adoucisseur, les autres postes ne font plus appel qu’à des procédés physiques comportant donc des rejets salins minimaux dans l’environnement.
postes de dégazage
Pour l’élimination de l’oxygène de l’eau d’appoint, le dégazage peut être réalisé soit par voie physique en mettant en œuvre des dégazeurs sous vide, des dégazeurs thermiques (voir strippeurs à l'air ou au gaz, éliminateurs de CO2 et dégazeurs thermiques), ou des membranes de dégazage (voir procédés de perméation), soit par voie chimique en utilisant des réducteurs d’oxygène (en général en finition) ou des résines catalytiques (voir principaux types d'échangeurs d'ions).
L’élimination du gaz carbonique est toujours réalisée par voie physique (stripping à l’air).
Les dégazeurs thermiques (ou strippeur à la vapeur) sont les plus répandus ; en général, leur température de fonctionnement varie de 105 °C à 140 °C et la capacité des bâches est calculée pour 15 à 60 min de stockage au débit nominal.
Les condensats exempts d’oxygène sont envoyés directement dans la bâche de stockage tandis que les condensats pollués par O2 doivent être dégazés avec l’eau d’appoint (figure 6).
Outil Marque-page
Cliquez sur l'outil marque-page, puis surlignez le dernier paragraphe lu pour pouvoir poursuivre ultérieurement votre lecture.
