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Dégazage thermique de l'eau

L'eau déminéralisée contient des quantités variables d'oxygène et de dioxyde de carbone qui peuvent provoquer de graves corrosions sur les éléments métalliques des générateurs de vapeur. Parmi les techniques disponibles pour éliminer ces gaz, le dégazage thermique est largement répandu.

Diagramme de solubilité de l'oxygène de l'air dans l'eauLe principe du dégazage thermique de l'eau repose sur deux lois physiques:

  • la concentration d'un gaz dissous est proportionnelle à sa pression partielle dans l'atmosphère au dessus du liquide (loi de Henry)
  • la solubilité d'un gaz dans un liquide diminue quand la température du liquide augmente

A la température de 20°C en présence d'air, la concentration d'oxygène dans l'eau est d'environ 10 mg/l.
Les différentes normes définissant la qualité de l'eau d'alimentation des générateurs de vapeur imposent une concentration en oxygène < 20 µg/l.


Vue d'un dégazeur thermique Le dégazage thermique consistera donc à chauffer l'eau et la mettre en contact avec un courant de gaz exempt d'oxygène (ici la vapeur est toute indiquée pour assurer ces deux fonctions).

L'efficacité du dégazage pourrait être théoriquement augmentée en opérant sous vide. Cependant un équipement sous vide est sujet à des entrées d'air par des défauts d'étancheïté, qui nuiraient alors au résultat de l'opération. C'est pourquoi le dégazage est généralement mené:

 - à pression atmosphérique et une température de 95°C (dégazage partiel) et complété par l'utilisation d'un réducteur chimique d'oxygène

 - sous légère pression (< 0,5 bars effectif) et une température > 100°C (dégazage total), qui permet d'atteindre une teneur en oxygène <20 µg/l et <1 mg/l en CO2.

Le débit de vapeur nécessaire au stripage est minimisé par l'utilisation d'un contacteur optimisé.

Description du dégazeur

Schéma de dégazeur thermiqueLe dégazeur lui-même est un cylindre vertical. Il possède un dispositif interne de distribution de la vapeur de chauffage et de mise en contact avec l'eau à traiter. Il est recommandé de le construire en acier inoxydable (type 304), car l'eau chaude et oxygénée est corrosive pour l'acier carbone.

L'eau à traiter qui peut être un mélange d'eau déminéralisée et de retours de condensats, est introduite en partie supérieure et distribuée sur toute la section du dégazeur. L'eau descend dans le dégazeur en fines gouttelettes ou jets, collectée et redistribuée par des dispositifs propres à chaque constructeur. Leur but est d'assurer un contact intime avec la vapeur. L'eau s'écoule enfin depuis la base du dégazeur vers une bâche de stockage située généralement en dessous.

La vapeur est introduite à la base du dégazeur et uniformément distribuée sur toute la section du dégazeur. Elle chemine vers le haut, à contre courant du liquide. Grâce à la grande surface d'échange crée par la distribution du liquide, elle chauffe rapidement le liquide jusqu'à son point d'ébullition, puis en extrait les gaz dissous. La vapeur de stripage et les gaz extraits sont évacués hors du dégazeur par un orifice situé en point haut. Une restriction placée sur cet orifice (orifice de restriction ou vanne) permet de maintenir à l'intérieur du dégazeur une légère surpression.

La bâche située à la base du dégazeur sert généralement à assurer une alimentation continue et sans à coup du générateur de vapeur. L'ensemble doit donc être disposé à une élévation minimum requise par les pompes alimentaires.

Principe de régulation

Le débit d'eau d'appoint doit compenser le débit prélevé pour alimenter les chaudières. Il est ajusté pour maintenir constant le niveau dans la bâche recevant l'eau dégazée.

Le débit de vapeur doit être suffisant pour extraire les gaz dissous de l'eau d'appoint. L'idéal serait sans doute de pouvoir mesurer la qualité de l'eau dégazée. Mais cette mesure est trop complexe. En pratique on se contente d'assurer un débit constant de purge au sommet du dégazeur. Ceci est obtenu en ajustant le débit de vapeur pour maintenir une surpression constante dans le dégazeur.




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