Concentrer la soude d'un électrolyseur : bilan sur un évaporateur

L'évaporation est une opération unitaire de séparation : elle retire le solvant volatil (l'eau) d'une solution d'un soluté non volatil. Régime permanent, aucune réaction : le bilan massique sur l'hydroxyde de sodium, qui ne sort que dans la solution concentrée, donne

$$0,32\times 10=0,50D_m^{\text{s}}⟹D_m^{\text{s}}=6.4t.h^{-1}.$$

Le bilan global (masse totale) donne le débit d'eau évaporée : $10-6,4=3.6t.h^{-1}$. Débit molaire d'hydroxyde de sodium : $F=\frac{w{D}_m}{M}=\frac{3200\text{kg/h}}{40,00\text{kg/kmol}}=80kmol.h^{-1}$, le même à l'entrée et à la sortie. Il faut évaporer plus d'un tiers du débit entrant : c'est un poste d'énergie important (de l'ordre de $2.3MJ$ par kilogramme d'eau), ce qui justifie des évaporateurs à plusieurs effets.