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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie Département de chimie industrielle Domaine : Sciences et Techniques Filière : Science de génie de l’environnement Spécialité : Génie des procédés de l’environnement Réf. : Entrez la référence du document Présenté et soutenu par : ZEROUALI ADEL Le : jeudi 17 septembre 2020 L’impact physico – chimique de la qualité d’eau sur la chaudière à tube de fumée (l’industrie du textile) Jury : Mme ADJEL FATIMA MCA Université de Biskra président Mme ADAIKA KALTHOUM MCB Université de Biskra Examinateur Mme DJEBABRA SIHEM MCB Université de Biskra Encadreur Année universitaire : 2019 - 2020 MÉMOIRE DE MASTER Dédicace Ce modeste travail est dédié à :  Mes chers parents  Tous mes proches de la famille ZEROUALI, et plus particulièrement, mes sœurs et mes frères tout à son nom.  Tous mes chers amis et mes collègues d’étude à l'université de MOHAMED KHIDER-BISKRA.  Tous les étudiants de la promotion 2019/2020 de formation en génie des procédés de l’environnement.  Tous les étudiants en département de la chimie industrielle.  Et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin pour que ce travail soit réalisé. REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, je tiens à exprimer ma profonde gratitude, avant tout à Dieu le tout puissant qui m'a aidé et m’a donné le courage pour mener à terme ce modeste travail. Je tiens à présenter mes humbles et sincères remerciements à mon encadreur, Mme DJEBABRA SIHEM, pour tous ses conseils judicieux et son soutien tout au long de la préparation de ce travail, ainsi que pour sa patience et son aide précieux. Je remercie tous les membres du jury, Mme ADJEL FATIMA et Mme ADAIKA KALTHOUM qui ont accepté de participer et assisté à la valorisation de ce travail, je dois les remercier pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon projet de fin d’étude. Je remercie tous les gens du laboratoire physico – chimique de traitement des eaux à 1’entreprise TIFIB pour leurs efforts et l'ensemble des travaux effectués pour cette étude. J'adresse mes remerciements à tous les enseignants de département de chimie industrielle en particulier l'équipe scientifique concerné par la spécialité en génie des procédés de l'environnement qui ont contribué à ma formation. Enfin je tiens à remercier tous ceux qui m’ont aidé pour achever ce travail. SOMMAIRE : Page Liste des figures Liste des tableaux Liste des abréviations INTRODUCTION……………………………………………………………………………. 1 CHAPITRE I : PRESENTATION DE L’USINE ET FINALITE DE L’ETUDE I. 1- Présentation de l’entreprise TI.FI.B………………………………………………........ 4 I. 2- Raison sociale et coordonnées……………………………………………………........ 4 I. 3- Activités et effectifs de l’entreprise………………………………………………........ 5 I. 4- Les départements du complexe………………………………………………………… 6 I. 5- Conception de l’étude à réaliser dans ce travail……………………………………….. 8 I. 6- Finalité économique de traiter notre problématique…………………………………… 9 CHAPITRE II : LES CHAUDIERES INDUSTRIELLES II. 1- Introduction…………………………………………………………………………… 11 II. 2- Définition scientifique……………………………………………………………........ 11 II. 3- Les types des chaudières………………………………………………………………. 11 II. 3.1. Selon le mode d’emploi............................................................................................ 11 II. 3.2. Selon la disposition générale…………………………………………………........ 11 II. 3.3. Selon le mode de construction……………………………………………….......... 12 II. 3.4. Selon le mode chauffage………………………………………………………….. 12 II. 3.5. Selon la nature de la vapeur produite………………………………………........... 12 II. 3.6. Selon la vitesse de circulation de l’eau………………………………………......... 12 II. 4- Technologie des chaudières………………………………………………………......... 12 II. 4.1. Chaudières en fonte………………………………………………………….......... 13 II. 4.2. Chaudières en acier………………………………………………………………... 14 II. 5- Les chaudières à tubes de fumées……………………………………………………… 14 II. 6- Constitution globale des chaudières de vapeur………………………………………… 16 II. 6.1. Le foyer d’une chaudière…………………………………………………………. 16 II. 6.2. Les tubes de fumées………………………………………………………………. 17 II. 6.3. Brûleur……………………………………………………………………………. 17 II. 6.4. Les surchauffeurs et resurchauffeurs………………………………………........... 17 II. 6.5. Les économiseurs…………………………………………………………………. 18 II. 6.6. Evacuation des fumées……………………………………………………………. 18 II. 6.7. Principaux circuits d’une chaudière ……………………………………………… 18 II. 7- Chaudières à tubes d'eau………………………………………………………………. 19 II. 8- Comparaison des performances……………………………………………………….. 20 II. 9- Les problèmes techniques d’une chaudière à tube de fumé…………………………… 21 II. 9.1. Caractéristiques de l'eau et leur impact sur la chaudière………………………….. 21 II. 9.2. Impact de la qualité d’eau…………………………………………………………. 22 II. 9.3. Les normes d’exploitation pour éviter les problèmes techniques de chaudière ….. 25 CHAPITRE III : LES TECHNOLOGIES DU TRAITEMENT DES EAUX POUR LES EXIGENCES INDUSTRIELLES III. 1- Introduction…………………………………………………………………………… 28 III. 2- Nature d’une eau brute et leur d’origine……………………………………………… 28 III. 2.1. Les eaux souterraines……………………………………………………….......... 29 III. 2.2. Les eaux de surface………………………………………………………………. 29 III. 3- Les technologies de Traitement de l’eau brute……………………………………....... 30 III. 3.1. La filtration à travers un milieu poreux (classique)………………………………. 30 III. 3.2. La microfiltration…………………………………………………………………. 32 III. 3.3. Les procédés séparatifs membranaires……………………………………………. 35 III. 3.4. Les procédés par échange d’ions………………………………………………….. 41 CHAPITRE IV : L’IMPACT DES DIFFERENTES QUALITES D’EAU SUR LA CHAUDIERE DE VAPEUR IV. 1- Description de la station du traitement des eaux (TIFIB)……………………………… 46 IV. 2- Description de la chaufferie (TIFIB)…………………………………………………... 51 IV. 3- L’importance du laboratoire pour le contrôle et la protection……………………......... 53 IV. 4- Le choix du protocole pour faire l’analyse sur un paramètre déterminé…………......... 53 IV. 4.1. Définition de terme ISO…………………………………………………………... 53 IV. 4.2. Définition de la normalisation…………………………………………………….. 54 IV. 4.3. Les différents types de normes ISO………………………………………………. 54 IV. 5- Les principaux paramètres physico – chimiques pour déterminer la qualité d’eau……. 54 IV. 5.1. pH…………………………………………………………………………………. 56 IV. 5.2. La Couleur……………………………………………………………………........ 56 IV. 5.3. La conductivité……………………………………………………………………. 57 IV. 5.4. Le fer ferreux……………………………………………………………………… 57 IV. 5.5. L’Oxygène dissous…………………………………………………………........... 57 IV. 5.6. Les Sulfates……………………………………………………………………….. 58 IV. 5.7. L’Ortho-phosphate…………………………………………………………........... 58 IV. 5.8. L’alcalinité TA et TAC………………………………………………………........ 58 IV. 5.9. La dureté totale TH……………………………………………………………….. 58 IV. 5.10. Les chlorures…………………………………………………………………….. 59 IV. 6- Les paramètres influençant sur les problèmes techniques de la chaudière étudiée …… 60 IV. 6.1. Problème de dépôt………………………………………………………………… 60 IV. 6.2. Problème de corrosion…………………………………………………………….. 61 IV. 7- Diagnostic physico – chimique sur les différentes qualités d’eau de la station……….. 62 IV. 7.1. Caractéristiques physico – chimiques de l’eau brute (Forage Ain Ben Naoui)…... 63 IV. 7.2. Caractéristiques physico – chimiques de l’eau potable ……….………………….. 64 IV. 7.3. Caractéristiques physico – chimiques de l’eau douce (osmose inverse)..………… 66 IV. 7.4. Caractéristiques physico – chimiques de l’eau adoucie (échangeur d’ions)……… 70 CHAPITRE V : INTERPRETATION DES ANALYSES ET LA SOLUTION TECHNIQUE PROPOSEE POUR LA CHAUDIERE V. 1- Le comportement physico – chimique de la chaudière vis – à – vis l’eau et le dosage... 74 V. 1.1. Application des analyses avec les représentations graphiques……………………. 74 V. 1.2. Les principaux obstacles pour la protection de la chaudière……………………… 81 V. 2- Une solution technique proposée pour avoir une meilleure protection de la chaudière.. 82 V. 2.1. Les démarches pratiques de la solution proposée……………………………........ 82 V. 2.2. Mode opératoire pour un cycle du lavage……………………………………........ 83 V. 2.3. Estimation du rendement de la solution proposée……………………………........ 85 CONCLUSION……………………………………………………………………………….. 87 Références Liste des figures Figure I.1 Image de l’unité TIFIB par Googlemap, 28 mars 2020 Page 4 Figure I.2 Organigramme de l’entreprise Page 7 Figure II.1 Une chaudière à fente (TIFIB) Page 13 Figure II.2 Une chaudière en acier Page 13 Figure II.3 Une chaudière à tube de fumées Page 15 Figure II.4 Schéma représentatif de la composition d’une chaudière à tube de fumées Page 15 Figure II.5 Le foyer Page 16 Figure II.6 Les tubes de fumées Page 17 Figure II.7 Le brûleur Page 17 Figure II.8 Photo d’une cheminée Page 18 Figure II.9 Photo d’un Pied de cheminée Page 18 Figure II.10 Une chaudière à tubes d’eau Page 19 Figure II.11 Photo des dépôts (tartre) sur un tube de fumée Page 23 Figure II.12 Photo pour un exemple typique d’une rupture d’un tube causée par une surchauffe Page 23 Figure II.13 Photo de corrosion du foyer dans une chaudière Page 24 Figure III.1 Photo d’un Filtre à sable Page 31 Figure III.2 Photo d’un Filtre à charbon actif (TIFIB) Page 32 Figure III.3 Photo d’un Filtre à 2 matières (Sable – Charbon actif) TIFIB Page 33 Figure III.4 Une cartouche de microfiltration Page 34 Figure III.5 Une cartouche à fil bobiné Page 34 Figure III.6 Une cartouche en propylène Page 34 Figure III.7 Châssis des cartouches (TIFIB) Page 34 Figure III.8 Principe de l’osmose inverse Page 36 Figure III.9 Module d’osmose inverse Page 38 Figure III.10 Photo des 3 Blocs d’osmose inverse (station de traitement des eaux, TIFIB) Page 40 Figure III.11 Echange d’ions entre (calcium – sodium) par la résine sodique Page 41 Figure III.12 Photo deux Adoucisseurs industrielles de type cationique (TIFIB) Page 42 Figure III.13 Bac de SAUMURE Page 43 Figure IV.1 4 filtres à un seul lit et 3 filtres à 2 matières Page 46 Figure IV.2 Filtre à cartouches relie avec un bloc d’osmose inversée (TIFIB) Page 47 Figure IV.3 Les trois blocs d’osmose inversée (TIFIB) Page 47 Figure IV.4 Les deux échangeurs d’ions cationiques (TIFIB) Page 48 Figure IV.5 Dégazeur (TIFIB) Page 48 Figure IV.6 Bac de solution de régénération Page 49 Figure IV.7 Schéma représentative de la station du traitement des eaux (TIFIB) Page 50 Figure IV.8 Schéma représentative de la Chaufferie (TIFIB) Page 52 Figure IV.9 pH mètre Page 55 Figure IV.10 Conductimètre Page 55 Figure IV.11 Spectrophotomètre Page 55 Figure IV.12 Oxymètre Page 56 Figure V.1 Représentation graphique du pH pour uploads/Industriel/ zerouali-adel.pdf