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INSTALLATION D'EVAPORATION,
La présente invention se rapporte aux installations d9évapora- tion et de distillation dans lesquelles on évapore de l'eau de mer ou de l'eau d'estuaire dans le but d'éliminer les matières solides indésirables présentes dans l'eau, après quoi la vapeur produite par l'évaporation de l'eau de mer est condensée, le condensat qui en résulte étant propre à la consommation en tant qu'eau potable ou à l'utilisation dans des chaudières à vapeur à haute pression.
Dans le brevet n 508.161, la demanderesse a exposé que l'injection de certains produits chimiques d'addition, dans 1-'eau de mer utilisée dans l'évaporateurp empêche la formation de croûtes de carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium. On a indiqué dans le brevet susvisé que les croûtes de Ca C03 et de Mg(OH)2 qui se forment, étaient toutes deux le résultat de la dissociation des ions bicarbonate dans 1?eau de mer. Une telle dissociation se traduit par la formation datons hydroxyle, et si ces derniers sont liés de manière à ne pas être préjudiciables on évite les croûtes de Ca CO3 et de Mg(OH)2.
On a également expliqué que certains produits chimiques d'addition captent les ions hydroxyle au fur et à mesure qu'ils se forment et que les produits chimiques d'addition que la demanderesse utilise de préférence dans ce but sont le sulfate ferreux ou le chlorure ferrique qui se dissocient dans une solution aqueuse et fournissent des ions ferreux ou des ions ferriques. Lorsqu'ils sont incorporés à l'eau de mer, les ions ferreux ou ferriques se combinent avec les ions hydroxyle pour former de l'hydroxyde ferreux ou de l'hydroxyde ferrique qui est précipité, reste en suspension et peut être évacué avec la saumure sortant de l'évaporateur.
L'hydroxyde ferreux et l'hydroxyde ferrique ne s'attachent en aucune manière à la surface de chauffe de l'évaporateur, de sorte que les surfaces de chauffe de l'évaporateur demeurent rigoureusement propresp quelle que soit la durée de fonctionnement de 19'évaporateur.
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Dans les brevets nos 508.161 et 519.264 la demanderesse a décrit des installations dans lesquelles les produits chimiques d'addition devaient être dissous dans un réservoir d'eau placé à l'extérieur de l'évaporateur et relié par un conduit à l'installation d'évaporation.
De telles installations nécessitent le transport des produits chimiques d'addition, du fabricant à l'usager, soit sous forme solide, soit sous forme liquide,et de tels produits nécessitent, pour être transportés, des récipients appropriés, ce qui entraîne des frais considérables de fourniture de récipients et de transport des récipients chargéso
La présente invention a pour but de supprimer la nécessité de transporter des produits chimiques d'addition, à l'état solide ou liquide et de produire in situ les ions ferreux et (ou) ferriques à proximité de l'installation d'évaporation.
La demanderesse a constaté, à la suite de recherches expérimentales, que des solutions ferreuses et (ou) ferriques appropriées peuvent être produites électrolytiquement, en utilisant l'eau de mer ou l'eau d'estuaire comme un électrolyte, la solution ferreuse ou ferrique étant ajoutée à la masse principale d'eau brute fournie à l'évaporateur.
Conformément à l'invention, il est fait usage d'une cellule d'électrolyse (ou de plusieurs cellules d'électrolyse en série), dans laquelle une électrode en fer sert d'anode, de sorte que cette électrode est dissoute électrolytiquement dans l'eau de mer ou dans l'eau d'estuaire faisant office d'électrolyte, lequel électrolyte contient des ions ferreux et (ou) ferriques qui peuvent être fournis à l'eau brute dans laquelle ils se combinent avec les ions hydroxyle pour produire de l'hydroxyde ferreux ou de l'hydroxyde ferrique.
Il va de soi que l'on peut facilement disposer d'eau de mer ou d'eau, d'estuaire qui est l'eau brute fournie à l'installation d'évaporation.
La cellule ou chaque cellule renferme une membrane poreuse disposée entre la cathode et l'anode. Le réservoir contenant l'électrolyte peut être en acier faisant fonction de cathode. L'électrolyte est introduit dans les chambres se trouvant entre la membrane poreuse et l'anode et entre la mem- brane poreuse et l'enveloppe extérieure en acier formant la cathode.
Par des connexions appropriées, on amène un courant électrique à l'anode et à la cathode, l'électrolyse produisant la lente dissolution de l'anode en fer dans l'électrolyte, ce qui produit des ions ferreux et ferriques dans l'eau brute qui peut s'écouler dans un récipient d'où elle peut être amenée dans l'installation d'évaporation pour l'usage mentionné.
La plus grande partie des ions produits dans l'électrolyte est sous la forme d'ions ferreux qui, lorsqu'ils pénètrent dans l'évaporateur, se combinent avec les ions hydroxyle de la saumure de l'évaporateur pour former de l'hydroxyde ferreux qui est précipité, reste en suspension pendant la marche et peut être évacué de l'évaporateur avec la saumure. On évite ainsi la formation de croûtes dans l'évaporateur.
Des mesures peuvent être prises pour que le trop=plein de l'électrolyte provenant de la cellule mentionnée ci-dessus s'écoule dans une seconde cellule dans laquelle le corps en acier de la dite cellule se comporte comme une cathode, tandis qu'un corps inerte tel que du graphite sert d'anode ; membrane poreuse sépare la cathode de l'anode en graphite ou d'une autre ano- de inerte. L'électrolyte contenant les ions ferreux et ferriques en solution est introduit dans le compartiment anodique de la seconde cellule tandis que l'électrolyte provenant du compartiment cathodique de la première cellule est
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introduit dans le compartiment cathodique de la seconde cellule.
Un courant électrique est amené par des connexions appropriées à l'anode en graphite et à une cathode en fer et l'électrolyse provoquée par le passage du courant fait que les ions ferreux sont oxydés en ions fer- riques sur l'anode en graphite.
Du compartiment anodique de la seconde cellule, l'électrolyte contenant les ions ferriques est alors ajouté à l'eau brute devant être évaporée, dans laquelle les ions ferriques se combinent avec les ions hydroxy- le, ainsi que cela est nécessaire pour la formation d'hydroxyle ferrique inof- fensif. Lélectrolyte du compartiment cathodique de la seconde cellule peut être envoyé à la vidange.
Un agencement peut être prévu afin que les deux cellules d'élec- trolyse fonctionnant en série soient contenues dans un seul récipient ou dans des récipients séparés pour des commodités de construction et de dispo- sition. Les cellules peuvent avoir une forme quelconque et des dimensions con- venables pour satisfaire au débit requis pourvu que du fer soit utilisé comme anode de la première cellule et du graphite comme anode de la seconde cellule. Les cathodes peuvent avoir des dimensions et des formes convenables quel- conques et peuvent être indépendantes du récipient.
Pour une bonne compréhension de l'invention de la demanderesse, on va maintenant en décrire des formes de réalisation convenables sous les- quelles elle peut être mise en oeuvre.
La cellule comprend un bac en acier divisé en deux compartiments par une membrane poreuse, à savoir un compartiment anodique et un compartiment cathodique. De l'eau de mer est introduite dans chaque compartiment et y est maintenue à un niveau déterminé. Une plaque anode en fer est disposée dans le compartiment anodique et une plaque cathode en fer est disposée dans le compartiment cathodique. Des connexions électriques appropriés sont reliés à l'anode et à la cathode, afin qu'un courant de densité appropriée puisse traverser la cellule.
Des trop-pleins sont prévus à des niveaux prédéterminés des deux compartiments, le trop-plein du compartiment cathodique allant à la vidange.
Le liquide provenant du trop-plein du compartiment anodique est incorporé à l'eau brute allant vers l'évaporateur, de sorte que l'électrolyte qui contient une certaine quantité d'ions ferreux se mélange avec l'eau brute et que les ions ferreux se combinent avec les ions hydroxyle pour former de l'hydroxyde ferreux, neutralisant ainsi les ions hydroxyle et les empêchant de former une croûte d'hydroxyde de magnésiumo L'élimination des ions hydroxyle, au fur et à mesure de leur formation, permet aux réactions dues à l'alcalinité en carbonate de se poursuivre jusqu'au point où l'alcalinité en carbonate résiduelle reste en solution dans la saumure et peut être évacuée de l'évaporateur en même temps que la saumure, ce qui empêche efficacement la formation de croûtes dans l'évaporateur.
Dans une variante de réalisation de l'invention, on dispose en série deux cellules d'électrolyse, la première cellule d'électrolyse comprenant un bac en acier divisé en deux compartiments par une membrane poreuse,à sa- voir un compartiment anodique et un compartiment cathodique. De l'eau de mer introduite dans chaque compartiment et y est maintenue à un niveau déterminé.
Une plaque anode en fer est disposée dans le compartiment anodique et une plaque cathode en fer est disposée dans le compartiment cathodique. Des connexions électriques appropriées sont reliées à l'anode et à la cathode afin qu'un car rant de densité requise puisse traverser la cellule.
La seconde cellule est disposée en série avec la première et com-
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prend un bac en acier divisé en deux compartiments par une membrane poreuse, a savoir un compartiment anodique et un compartiment cathodique. Des troppleins sont prévus à des niveaux déterminés des deux compartiments de la première cellule, les trop-pleins de ces deux compartiments étant agencés pour que l'électrolyte puisse s'écouler dans les compartiments correspondants de la seconde cellule. Une anode en graphite est disposée dans le compartiment anodique de la seconde cellule et une plaque cathode en fer est prévue dans le compartiment cathodique de la seconde cellule.
Des connexions appropriées électriques permettent à un courant électrique d'intensité désirée de traverser la cathode et l'anode de la seconde cellule d'électrolyse.
L'eau de mer qui constitue l'électrolyte traverse la première cellule puis s'écoule, par les trop-pleins, dans la seconde cellule (.dans laquelle le liquide s'écoulant du trop-plein du compartimént cathodique peut être évacué vers la vidange ou vers n'importe quel point désiré. Le liquide provenant du trop-plein du compartiment anodique de la seconde cellule peut être prélevée par n'importe quel appareil injecteur convenable de produits chimiques prévu pour l'installation d'évaporation ou être introduit directement dans la dite installation d'évaporation.
Par suite de l'électrolyse qui se produit dans la première cellule électrolytique, la plaque anode en fer est dissoute et des ions ferreux passent en solution dans l'électrolyte du compartiment anodique de cette cellule. L'eau de mer contenant les ions ferreux s'écoule, par le moyen d'un trop-plein, dans le compartiment anodique de la seconde cellule, où par suite de l'électrolyse, les ions ferreux sont oxydés en ions ferriques et la solution contenant les ions ferriques est envoyée dans l'installation d'évaporation.
En se mélangeant à l'eau brute devant être évaporée, les ions ferriques se combinent avec les ions hydroxyle formés, dans l'installation d'évaporation, par la dissociation des ions bicarbonate et carbonate de l'eau de mer, ce qui produit de l'hydroxyde ferrique qui est particulièrement insoluble et ne donne lieu à la formation d'aucune croûte. L'hydroxyde ferrique est produit dans la mesure où des ions ferriques sont fournis à l'installation d'évaporation et cette production est telle que l'alcalinité en carbonate résiduelle est celle qui peut rester en solution dans la saumure de l'évaporateur sans former de croûte, de sorte que l'on empêche ainsi la formation des deux crôu tes de carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium.
L'anode en fer du compartiment anodique de la première cellule d'électrolyse peut consister en des plaques, des barres de fer ou de la limaille de fer comprimée. Les deux cellules peuvent être disposées dans un récipient qui est compartimenté par des membranes convenablement disposées. Les cellules peuvent être réalisées sous la forme d'anneaux concentriques ou bien on peut disposer les anodes en fer et en graphite dans un compartiment avec une cloison séparatrice convenablement agencée pour permettre une communication limitée entre les parties de l'appareillage dans lesquelles sont placées l'anode en fer et l'anode en graphiteo Cette cloison séparatrice peut avantageusement être une paroi perforée.
Dans un tel agencement, les connexions électriques sont établies de telle manière que les électrodes anodiques en fer et en graphite fonctionnent avec une cathode commune et des dispositions convenables sont prises pour répartir, comme on le désire, le courant électrique entre l'anode en fer et l'anode en graphite, afin que l'on obtienne l'oxydation nécessaire des ions ferreux en ions ferriques produits par l'anode en fer.
De la chaleur peut être fournie à l'une quelconque ou aux deux cellules pour diminuer la résistance de la solution et augmenter ainsi le rende-
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ment d'ensemble. Cette chaleur peut être fournie par une chemise d'eau en- tourant les cellules ou par des éléments chauffants immergés ou par d'autres moyens appropriés.
On conçoit que la tension et le débit du courant électrique traver- sant les cellules doivent avoir les valeurs requises pour que les réactions se poursuivent à la vitesse à laquelle on le désire et que des moyens de com- mande appropriés peuvent être prévus pour régler le débit d'eau brute à tra- vers les divers compartiments des celluleso
L'invention est représentée sur le dessin annexé, sur lequel la figo 1 est une vue en élévation d'une cellule électrolyti- que unique pour la production d'ions ferreux, tandis que la fige 2 est une vue en plan de cette cellule; la fige 1a, qui est développement de la fige 1, montre la liaison de la conduite 8 avec l'évaporateur d'une installation de distillation;
les figs. 3 et 3 sont des vues en élévation de deux cellules élec- trolytiques en série pour la production d'ions ferreux, tandis que les figs. 4 et 4a sont des vues en plan des deux cellules élec- trolytiques représentées sur les figs. 3 et 3a.
Sur les figs. 1 et 2, la cellule électrolytique comprend un bac 1 en acier revêtu d'une matière isolante 2 qui peut être de la matière plas- tique ou du caoutchouc. Le bac est divisé en deux compartiments par une membrane poreuse 3, à savoir un compartiment anodique 4 et un compartiment cathodique 5. La liaison entre la membrane poreuse 3 et le bac 1 est telle qu'elle empêche tout passage de liquide du compartiment anodique 4 au compartiment cathodique 5 ou vise-versa.
De l'eau de mer est fournie par une source appropriée au moyen d'un conduit d'admission 6 qui amène l'eau de mer à une pompe 7 dont la plus grande partie du débit est refoulée, par l'intermédiaire d'une conduite 8, à une installation de distillation (figo la) comprenant un évaporateur 35 et un condensateur 36.
Une partie de l'eau refoulée par la pompe 7 s'écoule par un conduit 9 dont le débit est divisé en deux fractions,l'une de celles-ci s'écoulant, par un conduit 10 et un robinet de réglage 11, vers le compartiment anodique 4. L'autre fraction s'écoule, par un conduit 12 et un robinet de réglage 13, vers le compartiment cathodique 5.
Un tube de trop-plein 14 est prévu pour permettre à l'eau de s'écouler du compartiment anodique 4 dans un réservoir collecteur 15 d'où une pompe 16 aspire l'eau et la refoule par un conduit 17 et un robinet de réglage 18, dans la conduite 8 d'où l'eau parvient à l'évaporateur 35. Un tube 19 permet l'écoulement de l'eau du compartiment cathodique 5 vers la vidange.
L'anode qui se trouve dans le compartiment anodique 4 comprend un certain nombre de plaques d'anode 20 en fer placées de manière à descendre verticalement jusqu'à proximité du fond du bac, sans toutefois venir en contact métallique avec ce dernier. Le courant électrique est amené à 19ano- de par le conducteur 21.
La cathode de la cellule peut être une plaque en fer 22 placée dans le compartiment cathodique 5 et à laquelle aboutit un conducteur 23. Des moyens appropriés quelconques tels qu'un transformateur ou une résistance peuvent ê-
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tre prévus pour permettre le réglage, à la densité requise, du courant devant traverser la cellule alimentée par le conducteur positif 21 et le conducteur négatif 23.
L'eau de mer, arrivant par les conduits 10 et 12, remplit le compartiment anodique 4 et le compartiment cathodique 5 et le débit de l'eau traversant ces compartiments peut être réglé à la valeur considérée comme convenable. L'eau amenée est évacuée des compartiments par les tubes de trop-plein 14 et 19, le courant d'eau du tube de trop-plein 14 étant collecté par le récipient 15, tandis que le courant d'eau du tube de trop-plein 19 est envoyé à la vidangeo
Le courant électrique qui passe des anodes 20 à la cathode 22 traverserl'électrolyte formé par l'eau de mer contenue dans les compartiments 4 et 5 en passant par la membrane poreuse 3.
Dans le compartiment anodique, l'électrolyse provoque la dissolution des anodes 20 en enlevant deux électrons de l'atome de fer,ce qui produit des ions ferreux étant donné que
Fe moins 2 électrons # Fe++ Les ions ferreux passent ainsi dans l'eau de mer qui s'écoule du compartiment anodique 4, en proportion directe du courant électrique appliqué, de sorte que la quantité d'ions ferreux fournie est fonction du courant traversant la cellule électrolytique. Les ions ferreux sont acheminés, par l'eau de mer et à travers le tube 14, vers le réservcoir 15 d'où la pompe 16 les refoule dans l'évaporateur 35 par l'intermédiaire de la conduite 8.
La membrane poreuse 3 empêche tout écoulement de liquide du compartiment anodique 4 au compartiment cathodique 5 ou vice versa, mais permet le passage des ions sodium et des ions chlorure du compartiment anodique au compart-iment cathodique et vice versa, respectivement, ainsi que cela est nécessaire pour le passage du courant électrique.
Dans le compartiment cathodique 5, il y a, en raison du fonctionnement de la cellule électrolytique, production d'ions hydroxyle sur la cathode, ions qui, par combinaison avec le magnésium présent dans l'eau de mer, fournissent une certaine quantité d'hydroxyde de magnésium. Sur la cathode, deux molécules d'eau gagnent deux électrons pour produire deux ions hydroxyle et une molécule de gaz hydrogène :
2H2O plus 2 électrons # 20H- + H2
20H- + Mg++ # Mg(OH)2
Le courant d'eau qui traverse le compartiment cathodique et qui, par le tube de trop-plein 19, s'écoule vers la vidange, est réglé de manière à empêcher toute accumulation gênante d'hydroxyde de magnésium dans le compartiment cathodique 5.
On voit que la cellule électrolytique représentée sur les figs.
1 et 2 a pour but d'assurer la fourniture d'ions ferreux à l'eau de mer d'alimentation qui peut être introduite dans l'évaporateur, ions qui, lorsqu'ils sont mélangés à la saumure se trouvant dans l'évaporateur, se combinent avec les ions hydroxyle présents dans la dite saumure, pour former de l'hydroxyde ferreux, neutralisant ainsi les ions hydroxyle qui se forment à la suite de la dissociation des ions bicarbonate de l'eau de mer dans l'évaporateur, dissociation qui se produit lorsque la dite eau de mer est soumise à un échauffement et à l'ébullitiono
On neutralise ainsi les ions hydroxyle précités et on les empêche de former, dans l'évaporateur, une croûte d'hydroxyde de magnésium.
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L'enlèvement des ions hydroxyle au fur et à mesure qu9ils se for- ment dans 1?évaporateur, permet à la dissociation de l'alcalinité en carbonate de se poursuivre jusqu'au point ou l'alcalinité en carbonate résiduelle demeu- re en solution dans la saumure et peut être évacuée, avec celle-ci, hors de 1 9 évaporateur On évite ainsi que le carbonate de calcium et l'hydroxyde de magnésium forment des croûtes dans l'évaporateur.
Sur les figso 3,3a et 4 et 4a, on a prévu deux cellules électro- lytiques disposées de manière que l'électrolyte de la première cellule s'écou- le dans la seconde cellule. Cet arrangement comprend un bac en acier 1 revê- tu d'une matière isolante 2 qui peut être de la matière plastique ou du caout- chouc. Le bac est divisé dans sa partie médiane et jusqu'en bas par une mem- brane poreuse 3 qui le subdivise en deux compartiments, à savoir un comparti- ment anodique 4 et un compartiment cathodique 5. La liaison entre la membrane poreuse 3 et le bac 1 est telle qu'elle empêche tout passage de liquide du compartiment anodique 4 au compartiment cathodique 5 ou vice-versa.
L'eau de mer, fournie par une source appropriée, arrive par l'in- termédiaire d'un conduit d'aspiration 6 qui amène l'eau de mer à la pompe 7 la plus grande partie du débit de cette pompe étant refoulée par la conduite
8 dans l'évaporateuro
Une partie de l'eau débitée par la pompe 7 passe dans le conduit 9, le débit d'eau dans ce conduit étant divisé en deux fractions dont l'une s'écoule, par le tube 10 et le robinet de réglage 11, vers le compartiment anodique 4. L'autre fraction s'écoule, par l'intermédiaire du tube 12 et du robinet de réglage 13, vers le compartiment cathodique 5.
Un tube de trop-plein 14 est prévu pour permettre à l'eau de s'écouler du compartiment anodique 4 au compartiment anodique 24 de la deuxième cellule comprenant un bac en acier 25 revêtu d'une matière isolante 26 qui peut être de la matière plastique ou du caoutchouc. Ce bac est divisé, dans sa partie médiane et jusqu'en bas, par une membrane poreuse 27 en un compartiment anodique 24 et un compartiment cathodique 28.
Cette membrane 27 est ajustée dans le bac 25 de manière à empêcher l'eau du compartiment anodique 24 de s'écouler vers le compartiment cathodique 28, ou vice versao
Un tube de trop plein 29 permet à l'eau de s'écouler du compartiment anodique 24 dans un réservoir collecteur 15 d'où la pompe 16 soutire l'eau et la refoule, par l'intermédiaire d'un tube 17 et d'un robinet de réglée 18, dans la conduite 8 d'où l'eau est envoyée dans l'évaporateur.
Un tube de trop-plein 19 permet à l'eau de s'écouler du compartiment cathodique 5 au compartiment cathodique 28 de la seconde cellule, d'où elle s'écoule vers la vidange par l'intermédiaire d'un tube de tropplein 30.
L'anode prévue dans le compartiment anodique 4 comprend un cer- tain nombre de plaques d'anode 20 en fer agencées de manière à descendre verticalement jusqu'à proximité du fond du réservoir sans toutefois venir en contact métallique avec ce dernier. Le courant électrique est amené à l'anode par leconducteur 210
La cathode se trouvant dans le compartiment 5 consiste en une plaque de fer 22 munie de moyens de correction pour le passage du courant au conducteur 23.
On peut prévoir tous moyens appropriés tels qu'un transformateur ou une résistance pour permettre de régler, à la densité requise, le courant devant traverser la cellule électrolytique en allant du conducteur positif 21 au conducteur négatif 230
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L'anode qui se trouve dans le compartiment anodique 24 consiste en une plaque de graphite 32 descendant verticalement jusqu'au fond du bac.
Le courant est amené à l'anode 31 par le conducteur 32.
Q La cathode de la cellule peut être une plaque de fer 33 disposée dans le compartiment cathodique 28, des moyens étant prévus pour le départ du courant par le conducteur 34. Tous moyens appropriés, tels qu'un transformateur ou une résistance,peuvent être prévus pour permettre le réglage du courant électrique traversant la cellule électrolytique.
L'eau de mer arrivant par les conduits 10 et 12 remplit le compartiment anodique 4 et le compartiment cathodique 5 et le débit d'eau, à traverser ces compartiments,peut être réglé à la valeur désirable. L'eau amenée sort des compartiments, d'une part, par le tube de trop-plein 14 pour pénétrer dans le compartiment anodique 24, puis par le tube de trop-plein 29 dans le réservoir 13 et, d'autre part, par le tube de trop-plein 19 pour pénétrer dans le compartiment cathodique 28 et, de là, vers la vidange, par le tube de trop-plein 30.
Un courant électrique allant de l'anode 20 à la cathode 22 traverse l'électrolyte, formé par l'eau de mer se trouvant dans les compartiments 4 et 5, et la membrane poreuse 3.
Dans le compartiment anodique 4, l'électrolyse produit la dissolution des anodes 20 par enlèvement de deux électrons de l'atome de fer, ce qui produit des ions ferreux :
Fe moins 2 électrons # Fe++
Les ions ferreux passent ainsi dans l'eau de mer qui traverse le compartiment anodique 4, en proportion directe du courant électrique fourni.
Les ions ferreux sont transportés par l'eau de mer, par le tube 14, jusqu'au compartiment anodique 24 de la seconde cellule.
La membrane poreuse 3 empêche tout passage de liquide du compartiment anodique 4 au compartiment cathodique 5 ou vice versa, mais permet le passage d'ions positifs et d'ions négatifs,principalement des ions de sodium et de chlorure, du compartiment anodique au compartiment cathodique et vice versa, respectivement, ainsi que cela est nécessaire pour le passage du courant électrique.
Par suite de l'action de la cellule électrolytique, il se produit, dans le compartiment cathodique 5 des ions hydroxyle sur la cathode, lesquels ions, en se combinant avec le magnésium présent dans l'eau de mer, produisent une certaine quantité d'hydroxyde de magnésium. Sur la cathode, deux molécules d'eau gagnent deux électrons, ce qui produit deux ions hydroxyle et une molécule de gaz hydrogène
2H20 plus 2 électrons # 2 OH- + H2
EMI8.1
2 Olr- + Mg++ - Mg ( 0H) 2
Le courant de l'eau traversant le compartiment cathodique 5 et s'écoulant, par le tube 19, dans le second compartiment cathodique 28, est réglé de manière à empêcher toute accumulation indésirable d'hydroxyde de magnésium dans le compartiment cathodique 5.
Dans le compartiment anodique 24, l'électrolyse fait que les ions ferreux présents sont oxydés en ions ferriques en cédant un électron à l'anode en graphite 31.
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Fe++ moins 1 électron # Fe+++
Si un courant électrique suffisant passe de l'anode 31 à la cathode 33, tous les ions ferreux pénétrant dans le compartiment anodique
24 seront ainsi oxydés. Les ions ferriques sont acheminés par l'eau de mer, à travers le tube 29, vers le réservoir 15 d'où la pompe 16 les refou- le dans l'évaporateur par l'intermédiaire de la conduite 8.
La membrane poreuse 27 s'oppose à tout courant de liquide du com- partiment 24 au compartiment anodique 28 ou vice versa, mais permet le passa- ge d'ions positifs et négatifs principalement des ions de sodium et de chlo- rure du compartiment anodique au compartiment cathodique et vice versa, res- pectivement, tel que cela est nécessaire pour le passage du courant électri- que.
En raison de l'électrolyse, il se produit, dans le compartiment cathodique 28, des ions hydroxyle sur la cathode, lesquels ions, en se combi- nant avec les ions magnésium présents dans l'eau de mer, produisent une certai- ne quantité d'hydroxyde de magnésium. Sur la cathode, deux molécules d'eau acquièrent deux électrons en produisant deux ions hydroxyle et une molécule de gaz hydrogène
2H2O plus 2 électrons # 20H- + H2
20H- + Mg++ # Mg(OH)2
Le courant de l'eau qui traverse les compartiments cathodiques 5 et 28 et qui, par le tube 30, est évacué vers la vidange, est réglé de manière à empêcher toute accumulation gênante d'hydroxyde de magnésium dans ces compartiments.
On voit que l'action des cellules électrolytiques telles que celles représentées sur les figs. 3 et 3a, et 4 et 4a, consiste à fournir des ions ferriques à de l'eau de mer d'alimentation pouvant être envoyée dans un évaporateur, et, lors du mélange avec la saumure se trouvant dans l'évaporateur, ces ions se combinent avec les ions hydroxyle de cette saumure pour former des hydroxydes ferriques, neutralisant ainsi les ions hydroxyle qui se forment par la dissociation des ions bicarbonate de l'eau de mer dans l'évaporateur, dissociation qui se produit lorsque l'eau de mer est chauffée et soumise à ébullition.
La demanderesse neutralise de cette manière les ions hydroxyle précités et les empêche de former des croûtes d'hydroxyde de magnésium dans l'évaporateur.
L'élimination des ions hydroxyle, au fur et à mesure qu'ils se forment dans l'évaporateur, permet à la dissociation de l'alcalinité en carbonate de se poursuivre jusqu'au point où l'alcalinité en carbonate résiduelle demeure en solution dans la saumure et peut être évacuée avec celle-ci hors de l'évaporateuro On empêche ainsi que le carbonate de calcium et l'hydroxyde de magnésium ne forment des croûtes dans l'évaporateur.
Quoique l'appareil conforme à l'invention ait été décrit en prévision de son usage avec de l'eau de mer servant d'électrolyte et devant être utilisée dans un évaporateur d'eau de mer,il est évident que l'on peut utiliser d'autres électrolytes convenables et que l'on peut utiliser les ions ferreux ou ferriques produits dans la ou les cellules électrolytiques dans n'importe quelle installation de distillation dont l'eau brute d'alimentation renferme une alcalinité en carbonate.