CHAPITRE VII

§ 1. — DÉSINCRUSTANTS

L'épuration préalable des eaux destinées à Talimentation des générateurs à vapeur est, sans contredit, le meilleur moyen d'éviter les ennuis que causent les sels calcaires ou les substances étrangères contenues dans l'eau. Cependant on voit encore beaucoup d'industriels se refuser à y avoir recours. La dépense trop élevée de premier établissement, le manque de place, la crainte d'une dépense de produits chimiques, sont le plus souvent les raisons invoquées pour ne pas installer d'appareils à épurer l'eau.

Cependant l'économie que l'on réalise en s'abstenant ainsi est largement compensée par la consommation exagérée de combustibles, les dépenses et les ennuis de toute sorte qu'occasionnent la formation des dépôts et incrustations.

Certaines usines, pour éviter cet inconvénient, recueillent leurs eaux de condensation de vapeur, ce qui est un excellent système, mais qu'on ne peut fréquemment pratiquer surtout d'une façon complète ; d'autres récoltent les eaux de pluie dans des citernes; il faut pour cela de grandes surfaces couvertes et de faibles productions de vapeur.

Dans la marine on a longtemps pratiqué l'extraction, c'est-à-dire qu'on purgeait l'eau de la chaudière avant qu'elle n'ait atteint un certain degré de concentration.

Ce système était de tous points défectueux. Il ne permettait pas d'atteindre de hautes pressions, puisque le sulfate de chaux est complètement insoluble à 1.50^ et commence à se précipiter au-

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dessus de cette température même sans qu'il y ait concentration. II donnait lieu à une perte énorme de chaleur par suite du rejet continuel d'une partie de Teau chaude du générateur.

Dans nombre de compagnies de chemins de fer, on prévient l'incrustation par des vidanges et nettoyages fréquents des tubes de locomotive. C'est un moyen coûteux et qui immobilise du matériel, mais le manque de place et la nécessité de ne pas traîner le poids mort d'un appareil à épurer est ici une raison sérieuse de ne pas purifier préalablement l'eau. Reste la solution d'épurer l'eau dans les gares et c'est à celle-ci que l'on en vient généralement maintenant.

Pour empêcher les incrustations dans les chaudières alimentées avec des eaux calcaires, on emploie un grand nombre de produits connus sous le nom de désincrustants ^ anti-incrustarUs j tartrifuges^ etc.

Certains de ces désincrustants ont un rôle purement mécanique.

Dans celte catégorie il faut ranger l'argile, le sable, le verre pilé. Ces substances sont [mises dans la chaudière pour diviser les précipités dont ils empêchent ainsi la cristallisation. Us ont l'inconvénient d'augmenter le volume des dépôts et cette augmentation est considérable si on en met assez pour qu'ils aient un effet utile sérieux.

De plus, ces substances entraînées par la vapeur en même temps que de l'eau, quand il se fait une ébuUition tumultueuse, ont le plus déplorable effet sur les machines, robinets, soupapes. L'emploi de ces désincrustants ne se rencontre plus aujourd'hui qu'à l'état d'exception.

On emploie encore des substances qui jouent le même rôle de corps divisants et qui donnent avec l'eau des dissolutions ou des émulsions visqueuses, telles sont les pommes de terre, la mélasse, la dextrine, la [cassonade, la glucose, l'amidon, la chicorée, les déchets de peaux de tannerie, les lichens, l'orseille, les matières pectiques, comme la pulpe de betterave.

Ces substances, en se transformant dans la chaudière, se combinent en partie aux terres, en partie les enveloppent, lubréfient les tôles et empêchent l'adhérence des précipités entre eux et aux parois des générateurs.

Les inconvénients de ces substances sont d'augmenter le volume des dépôts, de faire mousser l'eau et d'amener à des entraînements parfois considérables.

Une autre catégorie comprend les substances contenant des tannins et les bois de teinture que Ton emploie en copeaux, en bûches ou même en extraits. Les tannins ou les matières colorantes se combinent aux sels terreux et forment des précipités amorphes qui ont pour rôle utile de s'opposer à la cristallisation.

Ces désincrustants ont le défaut de faire mousser l'eau par suite de l'action des matières gommeuses qu'ils renferment. Ils donnent ainsi lieu à des entraînements qui causent les ennuis signalés plus haut ; les laques colorées qu'ils fournissent , entraînées par la vapeur, peuvent salir les bains de teinture, les eaux chaudes destinées aux savonnages, etc.; de plus, pour avoir un effet efficace, il faut en employer beaucoup, ce qui devient coûteux.

Les principales substances de cette catégorie sont les bois de chêne, de châtaignier, campêehe, acajou ou leurs extraits, le tan, le cachou, le sumac, etc.

D'après M. Léo Vignon, ces désincrustants d'apparence inoffensive ne seraient pas sans danger, le tannin libre attaquant les tôles des chaudières et le tannin associé au carbonate de soude présentant cet inconvénient, quoiqu'à un degré moindre *.

Les rognures de fer-blanc, de zinc, la limaille ou tournure de fer ou de fonte agissent mécaniquement en raclant les parois de la chaudière. On ne pourrait appliquer ce procédé dans tous les générateurs et il serait bon de ne l'employer dans aucun.

M. Trêve, qui recommande l'emploi des feuilles de zinc, en attribue l'efficacité à une action galvanique. D'après ce que nous avons vu de l'action de l'oxygène et de l'acide carbonique sur le fer divisé, constamment décapé par friction, il est à supposer que ces métaux^ fer ou zinc, passent à l'état d'oxydes et de carbonates à la faveur des gaz apportés par l'eau d'alimentation et fournis par décomposition des bicarbonates. Ils faciliteraient aiiisi la décomposition de ces derniers sels et contribueraient à leur faire prendre la forme pulvérulente.

* Bulletin de la Société chimique, 5 ayril 1890.

Les dépôts lourds formés par ces oxydes métalliques, mélangés aux boues calcaires, sont dangereux pour les coups de feu.

On a proposé de badigeonner les chaudières avec du goudron.

Ce procédé, qui réussit dans certains cas à diminuer l'adhérence, a rinconvénient de donner dès le début du chauffage des entraînements d'eau sale. Il faut le renouveler assez fréquemment pour qu'il soit efGcace, ce qui est une grande gêne.

Sibbold a proposé aussi en 1854 l'emploi d'un mélange de parties égales de suif, de graphite, de charbon de bois. Schreiber recommande de frotter les parois des chaudières avec du goudron mélangé à un cinquième d'huile. On s'opposerait ainsi aux incrustations et on ramollirait et détacherait rapidement les incrustations anciennes. En Allemagne, on a proposé récemment d'enduire les incrustations pour les ramollir, avec du pétrole, le piquage deviendrait inutile.

Rutti a cherché à obtenir un résultat semblable en jetant dans la chaudière 25 grammes de résine par force de cheval.

Les incrustations solides se déliteraient.

On a préconisé dans le même but l'emploi de chlorhydrate d'ammoniaque qui doit donner avec les sels de chaux du chlorure de calcium, du sulfate et du carbonate d'ammoniaque, c'est-àdire trois sels solubles, et, par conséquent, désincruster.

Il résulte d'essais faits par M. Johnson au laboratoire que le sulfate de chaux n'est que faiblement attaqué.

Scheffer est arrivé aux mêmes conclusions en suivant la marche d'une chaudière alimentée avec de l'eau de la Meuse dans laquelle on ajoutait deux fois par semaine 100 grammes de chlorhydrate d'ammoniaque.

D'après Johnson l'acétate de potasse, avec un petit excès d'acide, dissoudrait à chaud les incrustations de sul&te de chaux en donnant des sels solubles : acétate de chaux et sulfate de potasse. L'acétate de soude se comporte de même.

La pratique qui consiste à introduire ces désincrustants de façon intermittente dans les générateurs pour les détacher est vicieuse. Si le désincrustant est efficace et qu'on le fasse agir sur une chaudière encrassée, il provoque la chute de plaques volumineuses ou de fragments durs et denses qui viennent boucher les tubes de certains générateurs ou tombent au coup de feu dans d'autres et y

forment en dépôt compact qui s'oppose à la transmission de la chaleur. Les purges n'enlèvent pas ce dépôt de tartre et la Chaudière reçoit bientôt un coup de feu.

Il suffit souvent, dans certaines chaudières, d'introduire pendant quelque temps de l'eau pure ou corrigée, après une période de marche à l'eau calcaire pour produire cet effet, par suite de l'inégalité de dilatation entre les tôles et la croûte calcaire qui n'est pas constamment cimentée par l'apport de nouveaux dépôts.

L'inconvénient de la chute de ces croûtes calcaires n'est pas sensiblement atténué parlesdésincrustants, car ce n'est qu'à la longue et en les mettant en excès qu'on arrive à ramollir et à désagréger ces croûtes dures. Pendant cette période de marche, on fatigue les tôles et il vaudrait mieux procéder à l'ouverture de la chaudière et au nettoyage qu'employer cette pratique hasardeuse.

L'introduction régulière, continue, d'un désincrustant convenable et bien dosé serait certainement préférable.

Le plus simple et le moins coûteux est certainement celui qu'a recommandé Kuhlmann : le carbonate de soude.

Par son emploi, on précipite en effet les sulfates et les chlorures de calcium et de magnésium, comme nous l'avons vu. Dans les chaudières à vapeur, son action est pour ainsi dire indéfinie, d'après Kuhlmann qui l'a expliquée par les équations suivantes :

CaO, 2 CO» + 2 (NaO, C0«) = CaO, CO» +2 NaO , 3 C0«

Bicarbonate de chaux. Carbonate de loude. Carbonate de chaux. SesquicurboDate de soude.

CaO, 2C0» + 2NaO, 3G02 = 2 (NaO, 2 C0«) + CaO, CO»

Bicarbonate de chaux. Sesquicarbonate de soude. Bicarbonate de soudée Carbonate de chaux.

Le carbonate de soude, agissant sur le bicarbonate de chaux, se transforme d'abord en sesquicarbonate, puis en bicarbonate de soude en précipitant la chaux à l'état de carbonate.

Le bicarbonate de soude, par l'ébuUition, abandonne de l'acide carbonique et revient à l'état de sesquicarbonate de soude, qui se transforme de nouveau en bicarbonate , par l'addition nouvelle d'eau contenant du bicarbonate de chaux, et l'action continue ainsi indéfiniment.

Il suffirait donc d'introduire dans la chaudière la quantité de carbonate de soude exigée par les sels terreux autres que les bicar-

bonates et une petite quantité de carbonate de soude en excès pour provoquer la décomposition des bicarbonates. On obtiendrait ainsi un dépôt pulvérulent de carbonates terreux et le remplacement des incrustations par des boues non adhérentes.

En faisant cette introduction, par intermittences à des périodes éloignées, tous les huit jours, tous les quinze jours, par exemple, on a rinconvénient de mettre dans la chaudière un excès d'alcali, ce qui est mauvais pour la robinetterie de cuivre, les soupapes, etc., que cet alcali attaque, grâce au concours de Toxygène.

Il est préférable, quand on le peut, de faire cette introduction quotidiennement, et le mieux serait d'introduire le réactif dans le générateur, d'une façon continue, en quantité calculée et proportionnelle au volume d'eau employé, au moyen d'appareils spéciaux fonctionnant automatiquement.

L'emploi de ces désincrustants doit être complété par des dispositions spéciales permettant d'opérer efficacement la purge des parties de chaudières où se font les dépôts qui sont rendus non incrustants, mais dont la quantité n'est pas diminuée et qui resteraient dans le générateur avec les inconvénients que nous avons signalés.

De nombreux inventeurs ont répandu dans le commerce une foule de compositions plus ou moins complexes qui ne doivent souvent leur efficacité qu'au carbonate de soude qu'elles contiennent.

On y associe ce produit chimique à différentes matières organiques d'une façon plus ou moins heureuse.

Quelquefois, ces désincrustants sont les résidus d'opérations industrielles où on fait agir la soude sur une matière organique. Tels sont les résidus de l'attaque du bois ou de la paille par la soude caustique, du décreusage des fils en blanchisserie. D'autres sont obtenus spécialement par l'attaque des bois de teinture (comme le campèche, qui est le plus fréquemment employé), par le carbonate de soude ou la soude caustique.

Dans certains cas particuliers, ces produits peuvent avoir de bons effets, mais leur coût est le plus souvent trop élevé, mis en face des services qu'ils peuvent rendre.

Cette partie de la petite industrie chimique a été malheureuse*

ment exploitée par de nombreux empiriques, plus soucieux de réaliser de gros bénéfices, en vendant à prix élevé des compositions sans valeur réelle que de s'assurer une clientèle durable et une bonne réputation.

Aussi voit-on des propriétaires d'usine, découragés par des échecs réitérés, se refuser à tout essai nouveau de substances désincrustantes et, s'ils n'en arrivent pas à pratiquer l'épuration préalable, solution la plus rationnelle, augmenter le nombre de leurs générateurs, pour en avoir toujours un ou plusieurs en nettoyage, pendant que les autres alimentent l'usine.

Pour que cette solution simple de la correction dans la chaudière puisse se réaliser, il faut procéder méthodiquement, connaître la composition de l'eau que l'on emploie, prendre au besoin le conseil d'un chimiste, déterminer la quantité d'eau consommée par le générateur et l'additionner d'un désincrustant rationnellement dosé et introduit de façon régulière. Les dépôts seront enlevés fréquemment par des purges ou chasses faites au moyen d'orifices ou de tuyaux prenant l'eau aux points dangereux.

Pour réaliser ces dernières conditions, il a été proposé un grand nombre d'appareils dits débourbeurs que nous décrirons plus loin. On les emploie, soit seuls, c'est généralement le cas, quand on dispose d'eau simplement bicarbonatée donnant un dépôt pulvérulent, soit avec l'aide d'agents chimiques précipitant le sulfate de chaux, ou *mème aidant à décomposer le bicarbonate, quand celui-ci, dans certaines conditions spéciales, donne ^des incrustations.

L'emploi de garnitures de zinc ou d'appareils spéciaux (Babington, Baker, etc.), devant s'opposer au dépôt incrustant par voie galvanique et celui de courants électriques donnés par une dynamo, quia été préconisé en Allemagne, ne paraissent avoir donné jusqu'alors que des résultats incertains.