Réactifs utilisés dans le traitement des eaux de chaudières, circuits de refroidissement

Les traitements dits « externes » de ces eaux assurent, avec d’excellents rendements, l'élimination ou la fixation des composés les plus nocifs pour l'utilisation envisagée.

Cependant, pour des raisons économiques ou techniques, il s'avère nécessaire :

• — soit de compléter le traitement externe,
• — soit de lui préférer un traitement chimique,

le but à atteindre dans tous les cas étant de :

• — protéger les installations contre les attaques des métaux,
• — assurer de hauts coefficients d’échanges thermiques en vue d'une économie de combustible,
• — économiser l'eau par un recyclage maximal,
• — éviter les immobilisations d’installations industrielles ou collectives que rendent nécessaires les travaux de remise en état.

Ces objectifs ne peuvent être atteints que par l'emploi de produits élaborés spécifiques des traitements à atteindre dans les principaux secteurs exposés aux risques d’entartrage et de corrosion :

• * eaux de chaudières,
• * circuits de refroidissement,
• * autoclaves et stérilisateurs.

1 — EAUX DE CHAUDIÈRES

Les caractéristiques fixées par les constructeurs permettent la production d'une vapeur qui, à partir d'une eau correctement traitée, ne renfermera ni sels minéraux (primage), ni gaz, ni sels volatils (chlorures, silice).

En complément d'un traitement externe approprié par échangeurs d’ions, il est indispensable d’effectuer une protection des générateurs et des circuits de distribution en même temps qu'une inhibition de l'agressivité de cette vapeur au moyen d'un mélange adapté à chaque cas d'espèce à base de phosphates, polyphosphates, sulfites et dispersants.

Le conditionnement des eaux de chaudières assure :

• — l'élimination de la dureté résiduelle,
• — l'augmentation ou la diminution de l'alcalinité des eaux d’alimentation,
• — la protection contre les corrosions par les gaz dissous.

Les caractéristiques physico-chimiques des réactifs commercialisés doivent assurer, outre les propriétés rappelées ci-dessus, une mise en œuvre facile, un coût modique à la tonne de vapeur produite et une conformité avec les règlements relatifs à l'emploi dans les industries alimentaires.

Le traitement est appliqué au moyen de groupes de dosage asservis à un paramètre choisi en fonction du type d'installation.

2 — CIRCUITS DE REFROIDISSEMENT

Deux types de circuits sont rencontrés dans l'industrie :

— les circuits fermés qui ne donnent lieu à aucune concentration en l'absence d'évaporation ou d'entraînements vésiculaires : les pertes sont limitées aux fuites du circuit. Rappelons que la circulaire n° 2930 DPP/SEI du 10 août 1979 (Ministère de l'Environnement et du Cadre de Vie) vise au recyclage en circuit fermé pour le maximum de circuits de refroidissement.

— circuits ouverts :

Les circuits avec aéroréfrigérant nécessitent un double traitement :

• décarbonatation de l'eau d'appoint par résine échangeuse d'ions ;

• injection d'inhibiteurs d'entartrage et de corrosion au moyen de réactifs spécifiques ;

• réactifs concentrés à base d'acide organophosphonique combiné à des produits dispersants de bas poids moléculaire à base de polyacrylate ;

• réactifs à forte teneur en phosphates en vue de compléter les ions Ca et Mg avec présence de dispersants. Ce traitement est préconisé pour les eaux de refroidissement non traitées ;

• réactifs à base de polyphosphates de soude et de zinc destinés aux eaux prétraitées par échangeurs d'ions. Ce traitement permet la formation d'un film protecteur, une excellente résistance même aux eaux riches en chlorures. Il bloque la formation de dépôts durs et masque les ions métalliques (Fe et Mn) empêchant la coloration brune des eaux. Il présente, en outre, un caractère bactériostatique.

[Schéma : Schéma de principe du traitement des circuits ouverts. Légende : 1. Arrivée eau brute. 2. Filtration eau brute. 3. Décarbonatation carboxylique. 4. Dosage anticorrosion. 5. Dosage dispersant. 6. Dosage anti-algues. 7. Arrivée eau d'appoint. 8. Bassin eaux refroidies. 9. Pompe de circulation. 10. Filtre entrée. 11. Mesure de pH. 12. Circuits utilisation. 13. Tour aéroréfrigérant.]

3 — APPAREILS DE STÉRILISATION

Nous comprenons dans cette rubrique :

• les installations de cuisson ouvertes,

• les installations de pasteurisation,

• les autoclaves classiques,

• les autoclaves sous pression,

• les autoclaves à surpression,

• les autoclaves rotatifs et tours de stérilisation.

Les opérations de pasteurisation ou de stérilisation utilisent eau et vapeur, fréquemment à l'origine de phénomènes d'entartrage et de corrosion dont les conséquences se traduisent non seulement par des attaques des appareils mais également par des taches ou des dégradations des produits traités (boîtes de conserves, capsules métalliques, etc.).

Si la dureté carbonatée est élevée, il y a précipitation de sels entartrants par élévation de la température d'où disparition du brillant métallique. Le tartre se dépose simultanément sur les parois de l'autoclave entraînant la destruction des tuyères, soupapes, etc. L'entartrage entraîne une prolongation de la durée du chauffage donc une augmentation accrue d'énergie.

Lorsque l'eau de cuisson ou l'eau de refroidissement a un caractère corrosif (oxygène, gaz carbonique, chlorures) le métal des boîtes est attaqué en même temps que les parois de l'autoclave.

La corrosion prend naissance dans les aspérités ou au niveau des différences de métaux (étamage) accentuée par des phénomènes électrochimiques : les boîtes rouillent et le processus se prolonge durant le stockage.

Traitements à effectuer.

1. Dépôts de rouille + corrosions
   • avec dépôts prédominants,
   • avec corrosions prédominantes.
2. Nettoyage en cas de dépôts et colmatages importants.

Produits fonctionnels spécifiques pour la protection des appareils de stérilisation et celle des fabrications (boîtes de conserves, pots capsulés, etc.).

Références	Bases	Effets recherchés	Conditions d'utilisation
CW 190	Produits de combinaison d'organo-phosphates spéciaux sans nitrites ni amines.	Stabilisation de la dureté et protection anti-corrosion.	Eaux très dures à dures.
CW 192	Organo-phosphates à effet synergétique avec inhibiteurs de corrosion, sans nitrites ni amines.	Stabilisation de la dureté, faible protection anti-corrosion.	Eaux dures ayant légèrement tendance à attaquer le métal.
CW 193	Produits de combinaison d'organo-phosphates spéciaux avec des inhibiteurs de corrosion minéraux.	Stabilisation de la dureté et protection anti-corrosion.	Eaux moyennement dures attaquant le métal.
CW 195	Produits de combinaison d'inhibiteurs de corrosion minéraux avec des organo-phosphates, sans nitrites ni amines.	Surtout protection anti-corrosion et stabilisation de la dureté.	Eaux relativement douces et surtout attaquant le métal.

Produits de nettoyage des appareils.

Références	Bases	Effets recherchés	Conditions d'utilisation
CW 165	Acide organique avec inhibiteur de corrosion, sans nitrites ni amines.	Nettoyage des installations.	Suppression des dépôts.
CW 175	Produit de combinaison à base de phosphate minéral et d'inhibiteur de corrosion, sans nitrites ni amines.	Formation d'une couche protectrice dans l'installation.	Passivation des installations après nettoyage.

L'usage des produits dans ces trois grands secteurs consommateurs d'eau n'a pas permis d'aborder d'autres domaines comme celui des floculants utilisés aussi bien pour le traitement des eaux brutes, des eaux potables que des eaux résiduaires.

Les économies d'énergie trouvent leur justification dans le traitement des eaux par les produits chimiques qui conduit à :

• de meilleurs rendements thermiques,
• des économies de combustible,
• des économies d'eau,
• la suppression des rebuts de fabrication.

Il est donc du plus grand intérêt pour les industriels soucieux de leur budget d'entretien de s'attacher à la mise en œuvre et au contrôle de produits élaborés.