Mines et Salines de Lorraine

De la saumure au sel raffiné 10

Les procédés de raffinage

Pour produire du sel raffiné à partir de saumure de sondages , il est nécessaire d'utiliser une source de chaleur.


Les bassins d'une contenance de 10 000 m3 en provenance des sondages garantissent 3 jours de production.



La saumure acheminée en continu dans
des évaporateurs chauffés à la vapeur ,
va cristalliser pour produire du sel ignigène. 
 
L' évaporateur est un appareil cylindrique
en métal-monel résistant à la corrosion ,
comprenant en simplifiant :
un corps d'évaporation ,
un corps de chauffe constitué de centaines de tubes en titane.
Ce corps est intégré dans l'évaporateur pour un Q.E ou
à l' extérieur pour une T.C
une hélice interne motorisée pour la circulation de la saumure.
une jambe d'élutriation pour le soutirage et lavage du sel .



Technique d'évapo-cristallisation

Le principe : dans le corps d'évaporation la saumure est chauffée par un échange thermique avec le corps de chauffe à vapeur basse pression .
L'eau s'évapore vers le haut en buées augmentant  la concentration de saumure .
La vitesse de l'hélice permet de maintenir en circulation les cristaux en suspension pour leur calibration souhaitée ( 200 à 400 microns).
La bouillie de sel , à sa taille requise descend ensuite dans la jambe d'élutriation d'ou elle est extraite en continu.

La Saline est donc une énorme machine à vapeur , ou l'on détend celle-ci , dans une centrale électrique pour fabriquer du courant , la vapeur d'échappement est récupérée pour le chauffage des 2 procédés de cristallisation.
L'énergie électrique , fabriquée , vendue , palie également le risque de coupures de courant , la raffinerie n'acceptant pas un arrêt en charge pour cause de bouchage général des installations.

Vue d'un ensemble turbo alternateur compresseur.

C'est une machine tournante à vapeur vive turbinée à 45 bars  450°C.

--La vapeur d'échappement "basse pression" récupérée dans la  partie centrale : la turbine , va servir au fonctionnement du premier procédé appelé " Q.E - quintuple effet ".
--La vapeur recomprimée dans la partie droite de la machine : le compresseur , servira au fonctionnement du 2ème procédé la " T.C - thermo-compression " ou pompe à chaleur.
--Quand à la partie gauche : l'alternateur ,  il va fabriquer du courant électrique.

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LE QUINTUPLE EFFET  ( Q.E )

Ce système consite à relier plusieurs évaporateurs sous vide , chauffés par réaction en chaîne avec la vapeur d'ébullition crée dans chacun.
Le principe étant que la température d'ébullition d'un liquide s'abaisse lorsque la pression diminue.
La saumure contenue dans le premier effet  E1 , alimenté en vapeur basse pression ~1,7 bar sortie de la turbine  produit une ébullition de la saumure à 120° C provoquant de la vapeur qui va chauffer le second  E2 à 100° C et ainsi de suite jusqu'au dernier évaporateur dont la vapeur sera condensée à l'eau froide .





Le rendement thermique d'un multiple effet est d'autant meilleur que le nombre d'évaporateurs est élevée.
La consommation d'énergie pour fabriquer une tonne de sel essoré est d'environ 40 kWh selon l'entartrage des appareils qui réduit considérablement  le coefficient de transfert thermique des boites de chauffe .


Cette unité de production Q.E qui date de 1965 va être prochainement désaffectée au profit d'une T.C à énergie électrique (  plan d'action 2009 ).

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LA THERMO-COMPRESSION  ( T.C )

Le procédé dit de recompression mécanique de vapeur ne nécessite qu'un seul évaporateur.

Le principe est de chauffer la saumure à l'extérieur de l'appareil dans des corps de chauffe à circulation.

La vapeur produite par l'ébullition de la saumure dans l'évaporateur est d'abord lavée pour éviter toutes traces de saumure , puis aspirée par un compresseur rotatif qui la recomprime à 2,5 bars augmentant sa température , elle est à nouveau réutilisée comme énergie thermique dans les corps de chauffe.



La mise en service d'une thermo-compression exige un préchauffage pour porter la saumure à une température suffisante permettant le démarrage du compresseur.
En régime établi c'est ce  procédé d'évaporation qui a le meilleur rendement thermique.


La thermo-compression , à droite le laveur de vapeur,
en avant à 90° le haut d'un corps de chauffe.

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LE  SOUTIRAGE

La bouillie de sel recueillie à la base des évaporateurs va subir d'autres opérations communes aux deux procédés.
D’abord lavée à la partie inférieure des évaporateurs , dans les jambes d’élutriation (décantation) par un courant  de saumure vierge puis épaissie dans un autre appareil , elle est ensuite essorée comme dans un lave linge dans des paniers tournant à 2000 tr/mn .

Vue d' une partie des essoreuses , la bouillie arrivant par le haut
est extraite après essorage vers les sécheurs à l'étage inférieur.

  
Contenant encore 5% d’humidité la bouillie séchée , ventilée , vibrée et fluidisée en continu dans des appareils clos à air chaud , va perdre la quasi-totalité de son eau résiduaire.

Bénéficiant de traitements antimottants pour la coulabilité , le sel fin sec est ensuite dirigé par convoyeurs à bandes en magasin ou silo de stockage.






Repris au tas par chargeur transporteur , à la demande de l’atelier le plus en hauteur de la saline : le criblage , le sel raffiné  sera calibré est distribué pour les différents conditionnements , allant de la farine 40 microns pour saler les  fromages au blocs à lécher 25 kg pour les pâtures.



Ces installations à fortes inerties de démarrages ou d'arrêts  fonctionnent en campagnes continues de 2 mois.

Les installations automatisées sont supervisées jours et nuits par des équipes de production travaillant en postes de 3 fois 8 heures.


 La conduite et la surveillance s'effectuent à partir d' une salle de contrôle située au coeur de la raffinerie.



Doc : Que sais-je. Le sel    A.COLAS   édition : P.U.D.F