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Publication number: BE491073A
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Description


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    "Procédé   de régénération des échangeurs   d'ions."     .La   présente invention   est   relative à un procédé de régénéra- tion des substances échangeuses d'ions. 



   Les échangeurs d'ions utilisés,   notassent   sous la forme de lits   filtrants,   pour désioniser des liquides,   par     exemple , les   jus sucrés, doivent, lorsqu'ils sont   épuisés,   être régénérés.   insi,   on a régénéré des lits filtrants épuisés en les traitant par des liquides ou solutions fortement ionisés,   c'est-à-dire   par des   élec-     trolytes     présentant   un   coefficient   d'ionisation ou coefficient de dissociation élevé, spécialement des solutions d'acides et des so- lutions basiques. La régénération des lits échangeurs de cations 

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   Guerre les   figures 1 et 2.

   Il peut   également comprendre   plusieurs   dispositifs     élémentaires   associés en parallèle et, par   exemple,   deuxanodes ± et une seule cathode 3, ainsi que le Montre la   fi-     gure     5. Les   électrodes du système réalisé sont, ensuite, reliées aux bornes   d'une   source de courant électrique continu. 



     Pour   plus de clarté et de   précision,   nous supposerons rue la   matière   à régénérer, se présente sous la forme de lits échangeurs de cations utilisés pour   désioniser   les jus de sucrerie. Le lit à régénérer 1 est disposé dans un réceptacle ou bac à   électrolyse   6, où il est inséré entre une "demi-pile" anodique 2-4 et une"de- mi-pile" cathodique 3-5. Le milieu anodique 4 est,   alors,   de   l'eau   acidulée ou une solution   d'un   sel dans de l'eau, Quant au milieu cathodique 5, il peut être de même nature que le milieu anodique il peut, également, être constitué par de   l'eau.   



   Dans le mode de réalisation correspondant à la figure   l,une   anode 2 est   agencée à   la partie inférieure du réceptacle 6, sous le lit 1, tandis qu'une cathode 3 est disposée à la partie supé- rieure du réceptacle 6, au-dessus dudit lit. Il va de soi rue la cathode 3 pourrait   être placée   sous le lit 1, l'anode 2 étant,   alors,   placée au-dessus de ce   lit. Des   canalisations d'amenée et d'évacuation d'électrolyte   complètent   l'ensemble, des robinets 7 permettant de -régler   l'admission   tandis que des robinets   8     permet-   tent de régler   l'évacuation.

   Les   électrodes 2 et   3 sont   noyées dans de   l'électrolyte ,     de     manière     constituer,     respectivement,   une "demi-pile" anodique 2-4 et une "demi-pile"   cathodique G-5.   



    L'électrolyte   est,   par     exemple,   une solution d'acide   sulfurique   ou   d'un     sulfate dans   de   l'eau.     Dans un   autre mode de   réalisation   correspondant à   la figure     3,   le   système comprend   deux dispositifs   élémentaires   d'électrolyse associés en   parallèle.   On peut, ainsi, constituer deux   "demi-piles"   anodiques 2-4, associées à une "demi- pile" cathodique   5-5.

   Il est     évident   qu'on   pourrait,   d'une façon 

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 analogue, associer deux Y1demi-!?iles!1 cathodiClues à une seule "demi-pile" anodique. Le réceptacle 6 est également   complété   par des canalisations   d'amenée et   d'évacuation d'électrolyte, pour- vues de robinets 7 et 8 permettant   de   régler cette   amenée   et cet- te évacuation. Les électrodes 2 et   5 des   systèmes   réalisés     confie   
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 indiqué ci-avant, sont ï'C; 1CU.L?i bornes d'une source de cou- rant électrique continu. Une électrolyse est ainsi produite.

   Des :t.ons il+ de cîc¯, cul, jnode .o su:,., les ,-',-éê2 e ^ ions de chaque anode se portent sur les lits régénérer qui libèrent, de ce fait, des cations qu'ils ont retenus ,=êcê¯ G:C:.1!:?.en t, ces matières entrant ensuite en réaction avec les solu-   tions   entourant les cathodes 3. 
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  Ainsi, dans le cas où le milieu snodioue 4 est de l'eau <,.âü:Lt7¯O:i'Lßl.e dln--cide l -::\...... des Ce¯t7..OnS "1"'t" tOr'UGiît additionnée d'acide sulfuriquc, des cations H se portent sur A-- le lit contigu 1, tandis que des anions SO réagissent   à l'ano-   de   2   et   reconstituent l'acide   sulfurique, ce qui, suivent le phé- nomène connu, provoque une libération d'oxygène qui se dégage à l'anode   3. Dans   le mode de réalisation représenté figure 2,   un   ajutage 9 est prévu à la   partie   inférieure du   réceptacle     6,   au- dessus de l'anode 2, pour recueillir- l'oxygène   libéré .

   De   leur côté, les cations libérés par le lit 1 se dirigent vers la   catho-     de 3   et y réagissent suivent les lois de l'électrolyse. Si ces cations sont des cations   Métalliques alcalins,   ils donneront lieu dans le milieu   cathodique   5, à la formation d'hydroxydes   alca-   lins, avec   dégageaient   d'hydrogène à la cathode 3.

   Il est donc possible de récupérer l'oxygène et l'hydrogène qui se dégagent respectivement à l'anode et à la cathode.   De   plus, du fait de l'électrolyse, on obtient un milieu cathodique 5 constitué d'une solution, dans l'eau,   d'hydroxydes     alcalins,   solution qui, reti- rée du dispositif de régénération des   lits- échangeurs   de cations peut être utilisée   pour   la régénération de produits   échangeurs   d'anions. 

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   S'il   s'agit   de régénérer une   substance   échangeuse d'anions, le milieu cathodique 5 sera une solution d'une base, de préférence alcaline, dans de   l'eau   ou une solution d'un sel dans de l'eau. Ce sera, par exemple, une solution de soude caustique ou   d'un   sel de   sodium.   Les anions OH- de la cathode 0 se portent alors sur le lit à régénérer qui, de ce   fait-,   libère les anions qu'il a retenus pré-   cédemment,   ces anions entrant ensuite en réaction avec le milieu anodique 4 contigu.

   Ainsi, la migration des anions OH- vers le lit   régénérer, libère des cations Na qui réagissent cathode régénérer, libère des cations Na qui réagissent la cathode   reconstituant   la   soude caustique ou le sel de sodium, ce qui, sui- vant le phénomène connu, provoque une   libération     d'hydrogène   qui se dégage à   la   cathode 3. 



     Les     principaux     avantages   du procédé suivant l'invention sont   donc :    - régénération des substances   échangeuses   d'ions, ne   néces-   si tant qu'une consommation très faible de substance électrolytique de régénération,   notamment d'acide   ou   de base ;   - dans le cas de la   régénération   de   substances     échangeuses   de cations, production d'hydroxyde alcalin ou   alcalino-terreux   en so- lution dans l'eau, laquelle solution peut être avantageusement uti- lisée pour la régénération de substances échangeuses d'anions. 



   Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux réalisations décrites   ci Savant   et que bien des   modifications   peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente deman- de de brevet. 



   On   pourrait,     notamment,   constituer les milieux anodiques ou les milieux   cathodiques     par     toute   solution capable de provoquer   respectivement,   sous l'effet d'un   courant     électrique,   la production de cotions H   ou/La   production d'anions OH 
On pourrait,aussi,   régénérer   des   filtres     échangeurs     d'ions,   présentant une forme quelconque, par exemple, tubulaire. 

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   REVENDIACATIONS 
1.   Procédé   de   régénération   des substances   échangeuses   d'ions,   caractérisé   en ce que la   sctière   à régénérer est   insérée   entre une "demi-pile"   anodique   et une "demi-pile"   cathodique     d'un   dispositif d'électrolyse qui est, ensuite, relié aux bornes d'une source de   courant   électrique continu,   étant   entendu   qu'une   "demi-pile" est un sytème constitué d'une   électrode,   soit une anode, soit une ca-   thode,     plongeant   dans un électrolyte.

Claims

Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce Que, un la substance à régénérer étant échangeurt de cations, l'électrolyte de la "demi-pile" anodique précitée est une solution d'un acide dans de l'eau.

5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'acide précité est l'acide sulfurique.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, la substance à régénérer étant un échangeur de cations, l'électro- lyte de la "demi-pile" anodique précitée est une solution d'un sel dans de l'eau.

5. Produit suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le sel précité est un sulfate.

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, la substance à régénérer étant un échangeur d'anions, l'électrolyte de la "demi-pile" cathodique précitée est une solution d'une base dans de l'eau.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la base précitée estune base alcaline.

8. Procédé suivant la revendication '7, caractérisé en ce que la base alcaline précitée est la soude -caustique..

Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que,la substance à régénérer étant un échangeur d'anions, l'élec- trolyte de la "demi-pile" cathodique précitée est une solution d'un sel dans de l'eau.

10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le sel précité est un sel alcalin. <Desc/Clms Page number 6>

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérise en ce que le sel alcalin précité est un sel de sodium.

12. Procédé tel Que décrit ci- avant. <Desc/Clms Page number 7> est obtenue en traitant les lits épuisés par une solution acidulée et, en particulier, par une solution d'acide sulfurique clans de l'eau. La régénération des lits échangeurs d'anions est obtenue en traitant les lits épuisés par une solution basique. liais sem- blables traitements nécessitent l'emploi de quantités tellement énormes de

substances électrolytiques de régénérât ion, que leurs applications demeurent prohibitives ou tout au moins forcément ré- duites.

La présente invention a pour but de remédier à cet incon- vénient .

A cet effet, dans le procédé de régénération des substances échangeuses d'ions, suivant l'invention, la matière à régénérer est insérée entre une "demi-pile" anodique et une "demi-pile" ca- thodique d'un dispositif d'électrolyse qui est, ensuite, relié aux bornes d'une source de courant électrique continu, étant entendu qu'une "demi-pile" est un système constitué d'une électrode, soit une anode, soit une cathode,

plongeant dans un électrolyte.

D'autres détails et particularités de l'invention ressorti- ront de la description du procédé, donnée ci-après à titre d'exem- ple non limitatif et avec référence aux dessins ci-annexés.

Les figures 1, 2 et S sont des schémas de dispositifs d'élec- trolyse pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.

Dans les différentes figures, les mêmes notations de réfé- rence représentent des éléments identiques ou remplissent des fonctions identiques.

Après avoir été, éventuellement, lavée pour enlever au moins une partie du liquide de filtration dont elle pourrait être impré- gnée, la matière à régénérer est insérée dans un dispositif d'élec trolyse, entre une "demi-pile" anodique et une "demi-pile" catho- dique, c'est-à-dire entre deux systèmes constitués, respective- ment, d'une anode 2 plongeant dans un électrolyte 4 et d'une ca- thode 3 plongeant dans un électrolyte 5.

Le dispositif d'électro- lyse peut comprendre une seule paire d'électrodes, comme l'indi-