Crystallization under magnetic field: application in scaling phenomenon
Cristallisation sous champ magnétique : applications dans la prévention du phénomène d’entartrage
Résumé
Water is a major raw material for Industry. It can be used directly in the process or serve as a heat transfer fluid or coolant, for instance in heat exchangers. However, ions contained in water lead to the formation of limescale. Calcium carbonate (CaCO3) is known to be one of the main components of scale that is commonly found in the chemical and related industries. Calcium carbonate scale often grows extensively on equipment and parts, causing major operational difficulties such as reduction/blockage of the flux, reduced transfer capacity, leaking valves. An existing treatment relies in the use of acid but leads to a discontinuous production mode. The use of large volumes of acid can be harmful to the environment and accelerate corrosion. Here, we study an alternative treatment, which consists in the application of an electromagnetic field in the circulation loop. The objective is the scaling control induced by calcium carbonate precipitation. The influence of an electromagnetic field on the precipitation process is studied. Several experiments are then carried out on diluted calcium carbonate solutions, in the presence or absence of an electromagnetic field. The mechanisms that take place during the early stages of nuclei formation are described and the interest of the electromagnetic field on deposit prevention is assessed.
L’eau est une matière première primordiale pour l’industrie. Elle intervient comme solvant dans de nombreux procédés ou comme fluide caloporteur dans les échangeurs de chaleur par exemple. Cependant, les ions qu’elle contient conduisent à la formation de tartre, responsable de difficultés opérationnelles majeures telles qu’une réduction du débit et de l’efficacité de filtration ou de transfert, la détérioration de valves ou même une obstruction des canalisations. Un des procédés actuels de lutte contre l’entartrage est l’utilisation d’acide qui mais cela entraine cependant des arrêts de production, l’utilisation de larges volumes pouvant être délétère pour l’environnement et accélérant la corrosion. Ce document présente l’étude d’un moyen alternatif de lutte contre la formation de tarte, à savoir l’application d’un champ électromagnétique dans le réseau d’eau. L’influence d’un champ électromagnétique sur la précipitation du carbonate de calcium sera déterminée. Pour cela, les mécanismes mis en jeu dans la formation des premiers germes seront identifiés ainsi que les facteurs influençant la nucléation. Diverses expériences sont réalisées en conditions diluées, en présence ou non d’un champ magnétique. Le tout permettra d’évaluer l’intérêt du champ magnétique pour la prévention des dépôts calcaires.
Domaines
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