La glycérine, un alcool trihydrique de formule chimique C3H8O3, est un liquide visqueux, hygroscopique et doté d'un point d'ébullition élevé. On la retrouve dans de nombreux produits, des cosmétiques aux aliments en passant par les médicaments. Mais saviez-vous que la glycérine joue également un rôle important dans la production de vapeur, un aspect souvent méconnu ?
La glycérine dans la production de vapeur
Production de vapeur par combustion
La production de vapeur par combustion est une méthode traditionnelle qui utilise des combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole ou le gaz naturel pour générer de la chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour faire bouillir l'eau et produire de la vapeur.
Bien que la glycérine n'intervienne pas directement dans la combustion, elle peut influencer la qualité de la vapeur produite. Par exemple, des résidus de glycérine présents dans l'eau d'alimentation des chaudières peuvent entraîner des problèmes de corrosion et réduire l'efficacité du système. La présence de ces résidus peut également affecter la qualité de la vapeur, entraînant des problèmes de formation de boue et de dépôt de tartre. Cependant, la glycérine peut également être utilisée comme additif pour améliorer le transfert de chaleur dans les chaudières, ce qui permet d'augmenter la production de vapeur et de réduire la consommation de combustible. Des études ont montré que l'ajout de glycérine à l'eau d'alimentation des chaudières permet de réduire la formation de tartre jusqu'à 20%, améliorant ainsi le rendement énergétique du système.
Production de vapeur par évaporation
La production de vapeur par évaporation consiste à chauffer l'eau jusqu'à son point d'ébullition. Cette méthode est largement utilisée dans les systèmes de chauffage à vapeur, les échangeurs de chaleur et les centrales électriques.
La glycérine joue un rôle crucial dans ce type de production de vapeur grâce à ses propriétés physiques uniques. Sa viscosité lui permet de retenir la chaleur et de la transmettre efficacement à l'eau, accélérant ainsi le processus d'évaporation. Son point d'ébullition élevé la rend stable à des températures élevées, ce qui la rend idéale pour les applications à haute température. De plus, sa capacité hygroscopique lui permet d'absorber l'humidité de l'air, ce qui peut aider à prévenir la formation de condensation dans les systèmes de production de vapeur.
- Exemples d'applications : Les échangeurs de chaleur utilisés dans les centrales électriques comme celle de Tricastin, par exemple, pour produire de la vapeur à partir de l'eau chaude, les systèmes de chauffage à vapeur pour les bâtiments, les processus industriels.
- Efficacité accrue : L'utilisation de glycérine dans les échangeurs de chaleur des centrales électriques permet d'augmenter le rendement énergétique de 5% à 10% par rapport aux systèmes utilisant uniquement de l'eau.
La glycérine peut également servir de fluide caloporteur dans les systèmes de production de vapeur. Sa capacité à chauffer et à refroidir efficacement permet de réguler la température des circuits de refroidissement et des systèmes de chauffage central. La société Thermaflex , spécialisée dans la production de systèmes de chauffage, utilise la glycérine comme fluide caloporteur dans ses systèmes de chauffage central à basse température pour les bâtiments résidentiels et commerciaux.
Production de vapeur par injection directe de vapeur
L'injection directe de vapeur consiste à injecter de la vapeur directement dans un système de production. Cette méthode est souvent utilisée pour les applications nécessitant de la vapeur à basse température et pression, comme les systèmes de désinfection et d'humidification.
La glycérine peut servir de source de vapeur à basse température. En effet, son point d'ébullition est inférieur à celui de l'eau, ce qui permet de produire de la vapeur à des températures plus basses. De plus, sa capacité hygroscopique la rend idéale pour les systèmes d'humidification, car elle peut augmenter l'humidité de la vapeur et la rendre plus stable.
- Applications : Systèmes de désinfection pour les équipements médicaux, humidification des bâtiments, production de vapeur pour l'industrie alimentaire.
- Utilisations spécifiques : La glycérine est utilisée par la société Sanofi dans ses systèmes de désinfection des équipements médicaux pour garantir une stérilisation efficace à basse température.
La glycérine peut également être ajoutée à la vapeur pour augmenter son humidité. Cela peut être particulièrement utile pour les systèmes de ventilation, où l'humidité de l'air est importante pour le confort des occupants. L'entreprise Airbus utilise la glycérine dans ses systèmes de ventilation des avions pour maintenir un niveau d'humidité optimal dans la cabine.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de la glycérine dans la production de vapeur
Avantages
- Efficacité accrue du transfert de chaleur : La glycérine permet de transférer la chaleur plus efficacement que l'eau, ce qui se traduit par une production de vapeur plus rapide et plus économique.
- Meilleure qualité de la vapeur générée : La glycérine contribue à produire une vapeur plus stable et plus humide, ce qui peut être avantageux pour certaines applications.
- Possibilité de production de vapeur à basse température : La glycérine permet de produire de la vapeur à des températures plus basses que l'eau, ce qui peut être intéressant pour certaines applications spécifiques.
- Réduction des émissions nocives : La glycérine est une source d'énergie renouvelable et biodégradable, ce qui contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
- Réduction de la corrosion : La glycérine peut être utilisée pour minimiser la corrosion des équipements dans les systèmes de production de vapeur, augmentant ainsi leur durée de vie.
Inconvénients
- Coût de production plus élevé : La glycérine est généralement plus chère que l'eau, ce qui peut augmenter les coûts de production de vapeur.
- Viscosité élevée : La viscosité de la glycérine peut nécessiter des équipements adaptés pour sa manipulation et son transport.
- Biodégradabilité : La glycérine est biodégradable, ce qui peut entraîner des problèmes de contamination si elle n'est pas correctement gérée.
- Dangers potentiels : La manipulation de la glycérine peut présenter des dangers potentiels pour la santé, notamment des irritations et une toxicité en cas d'ingestion ou de contact prolongé.
En conclusion, la glycérine joue un rôle important dans la production de vapeur, offrant des avantages significatifs pour améliorer l'efficacité et la durabilité des systèmes de production. Cependant, il est important de prendre en compte les inconvénients liés à son utilisation et de mettre en place des pratiques de manipulation et de gestion adéquates pour minimiser les risques potentiels.