<EMI ID=1.1>
de solutions aqueuses au moyen
d'échangeurs d'ions, ainsi que dispositif pour la mise en oeuvre du procédé."
L'invention a pour objet un procédé de traitement (préparation, adoucissement et/ou dessalement) de solutions aqueuses à l'aide d'échangeurs d'ions, selon lequel la masse d'échange, parcourue par le liquide à traiter, est amenée, par fractions et par cycles, d'un récipient de traitement à une colonne de régénération et de lavage, puis est recyclée au récipient de traitement, le transport de la masse d'échange s'effectuant par de l'eau sous pression.
On connaît plusieurs types d'installations pour le traitement de l'eau, Travaillant en continu ou d'une manière dite quasi continue et dans lesquelles les opérations nécessaires au fonctionnement d'un filtre d'échan-
<EMI ID=2.1> <EMI ID=3.1>
ration de la masse d'échange, ne sont pas effectuées dans un seul récipient, mais sont réalisées dans les limites d'un cycle dans différents appareils, selon une succession-en série dans le temps. Par rapport au fonctionnement des filtres dits à lit fixe, où le rinçage, la régénération et le lavage de la masse d'échange s'effectuent après chargement dans le même récipient, ces procédés travaillant en continu sont avantageux, en ce sens qu'aucune interruption de la marche ne se produit pratiquement pas pendant la régénération, de sorte que les filtres de remplacement, à intercaler dans le procédé classique au cours d'une défaillance du filtre de service, sont superflus.
Dans le cas d'un appareil de recyclage de ce type travaillant en continu, les stades du procédé servant au traitement de l'eau, ainsi qu'à-la-régénération de la masse d'échange chargée, se développent parallèlement dans le temps.
On a déjà proposé un procédé quasi continu pour le fonctionnement des filtres d'échangeurs d'ions, selon. lequel la régénération et le lavage de la masse d'échange a lieu dans un seul récipient, en ce sens que la régénération. est réalisée dans une partie inférieure de la colonne de. lavage et de régénération, le prélavage dans une partie médiane de cette même colonne et le lavage de purification dans sa partie supérieure. Toutefois, on a constaté que ce procédé de lavage effectué dans un seul récipient, où a lieu également la régénération, n'est pas suffisant lorsqu'il s'agit de liquides fortement souillés. Les résines sont trop peu désagrégées, de sorte que l'usure et les souillures ac-
- crochées aux résines ne sont pas éliminées suffisamment par lavage. Dès lors, la résistance du filtre augmente et le rendement de l'installation diminue.
Dans un procédé d'échange d'ions connu, mis en oeuvre en continu, la masse d'échange est régénérée,
<EMI ID=4.1>
traitement avec de l'eau de lavage; le chargement, la régénération et le lavage de la masse d'échange s'effectuent à la façon de couches tourbillonnaires et une partie de l'agent de régénération consommé est utilisée pour le transport de la masse d'échange utilisée. A l'extrémité de décharge de la colonne de travail, ainsi que de la colonne de lavage, on a prévu une chambre de contre-pression, dans laquelle, à l'aide d'un liquide de contre-pression, une pression plus élevée que celle régnant dans la tête de chaque récipient est établie. Grâce à la différence de pression intervenant entre les extrémités supérieure et inférieure de la conduite de transport, on produit un flux de liquide de contre-pression qui sert ainsi de liquide de transport.
Lorsqu'un déplacemen� entièrement continu.de la masse d'échange est aussi possible au moyen d'une installation, de ce type, il doit néanmoins être observé que celle-ci est coûteuse en ce qui concerne l'ensemble des appareils. Une série de groupes de pompage est nécessaire pour le maintien sous pression et'le recyclage de la résine. Le réglage des rapports de pression est extraordinairement sensible, de sorte qu'une mise en service de cette installation est liée à une grande dépense. En outre, ce procédé préprésente les inconvénients des masses d'échangeurs d'ions à lit tourbillonnaire. En raison du glissement plus grand des ions dans le lit tourbillonnaire, il n'est pas possible d'obtenir un degré de pureté de l'eau à préparer aussi élevé que dans le cas d'un traitement à. lit fixe.
Il n'est donc pas possible, selon ce procédé,. de réaliser un dessalement complet en fonction, d'un très haut degré de pureté. :-!tant donné que le soutirage des masses d'échangeurs d'ions ne s'effectue pas, dans ce procédé, par charges et par cycles, mais bien en continu, la manière d'opérer ne peut pas être réglée sur la teneur variable en sel de l'eau à traiter, de sorte que la qualité de l'eau pure en souffre.
Le problème posé par la présente invention consiste à mettre au point un procédé et un dispositif correspondant pour la mise en service de filtres d'echangeurs d'ions, qui sont mis en action selon un procédé quasi continu, c'est-à-dire dans lequel les temps de manoeuvre et d'arrêt sont négligeablement petits par rapport à la durée
de marche et où les masses d'échange sont amenées, après leur chargement, par fractions et par cycles, à une colonne de lavage et de régénération et sont recyclées au récipient de traitement, Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est simple eu égard à sa construction, est extraordinairement robuste au fonctionnement, et est économique et sur par rap-
<EMI ID=5.1>
pouvoir- livrer en cas de besoin une eau entièrement dessalée d'un. haut degré de- pureté ...
Ce problème est résolu, grâce au procé-
<EMI ID=6.1>
masse d'échangeurs d'ions à partir de la colonne de lavage et de régénération et d'un récipient de rinçage monté en amont le cas échéant, s'effectue au moyen de tubes plongeurs pénétrant par les têtes dans la chambre interne des récipients, permettant un prélèvement du mélange de masse d'échange et
<EMI ID=7.1>
change et dont la- profondeur d'immersion dans le lit d'échange, à régler sur le volume de la trémie de soutirage, aune dimention telle que la masse d'échange, se trouvant dans la tê- <EMI ID=8.1> corresponde- à. une fraction à soutirer.. Comme décrit en détail ci-après, il. estpossible, selon ce procédé, de traiter des solutions aqueuses fortement souillées d'une manière irréprochable et simple. Grâce à l'emploi de tubes plongeurs,
<EMI ID=9.1>
duite et soutirée par l'intermédiaire de la tête du récipien� en fonction de la pression d'entrée de l'eau d'entraînement, tant une détermination simple de chaque fraction de résine à
<EMI ID=10.1>
sont assurés. L'eau s'accumule dans les tubes plongeurs, notamment lorsque le récipient est rempli, de sorte qu'au cours de l'amorçage du transport de la résine, l'eau est tout d'abord acheminée, à laquelle succède ensuite la charge d'échange. Dès lors, un excès d'eau est présent au début du transport, si bien qu'une sécurité de transport parfaite est établie. L'installation conforme à l'invention travaille d'une manière* particulièrement avantageuse dans une zone où l'intervalle entre le début des cycles de travail, au cours duquel la masse d'échangeurs d'ions considérée est soutirée et transportée (durée de cycle), est d'au moins huit minutes.
En fonction du même avantage, le procédé est également approprié en pratique à un régime à lit fixe, sans dépense de construction supplémentaire. Il n'est donc- pas limité uniquement à des applications dans lesquelles seule une masse d'échangeurs cationiques ou masse d'échan.geurs anioniques est présente- dans le récipient de travail. Dans- ce cas, on a prévu, conformément à l'invention, lors
<EMI ID=11.1>
dans le récipient de rinçage, qu'il soit réalisé simultanément une séparation en une masse d'échangeurs cationiques et en une masse d'échangeurs anioniques qui sont soutirés séparément à des niveaux différents du récipient de rinçage, transportés pour le lavage et la régénération dans des récipients séparés et ramenés à partir de ceux-ci, après réunion des deux masses dans un mélangeur, au récipient de traitement
Pour obtenir un bon degré de pureté du liquide à traiter et permettre une utilisation complète de l'agent de régénération, il est prévu, selon le procédé conforme à l'invention, d'introduire et de dilue-r l'agent: de régénération, à l'endroit d'admission, à l'aide d'un flux transversal d'eau produit par un dispositif de circulation.
Conformément à un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé, il est prévu, pour éviter une action antagoniste des ions, qu'au moment de la cessation du
<EMI ID=12.1>
parvienne automatiquement, par exemple, par débordement du réservoir d'eau pure, à un réservoir d'eau brute, à la conduite d'eau brute et ensuite au récipient de travail.
D'autres avantages et caractéristiques se dégagent de la description ci-après, établie en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels des exemples de réalisation de l'invention sont représentés. Aux dessins :
- La figure -1 est un plan de montage. d'une installation d'élimination entière des sels, travaillant d'une façon quasi continue, conforme à l'invention, en . tant qu'exemple d'une installation à deux étages.
- Les figures 2 à 5 sont 'des représentations- schématiques d'une partie de l'installation permet- <EMI ID=13.1>
des ..
- La figure 6 est une coupe d'une bride située au point de liaison entre la zone de lavage et de régénération de la colonne de lavage et de régénération.
- La figure 7 est une coupe de la bride, établie le long de la ligne 7 - 7 de la figure 6.
- La figure 8 est une partie d'un plan <EMI ID=14.1>
tionnant selon l'invention.
- La figure 9 est une partie d'un plan de montage schématique d'un dispositif de rinçage dit "à choc".
-- La figure 10 est une vue d'une forme modifiée de la colonne de rinçage, de régénération et de lavage. - La figure 11 est une reproduction schématique d'une installation modifiée.
- La figure 12 est une section de la partie de l'installation entourée d'un cercle A à la figure
11,
- La figure 13 est une forme modifiée de l'exemple de réalisation de la figure 12.
- La figure 14 est une vue en plan <EMI ID=15.1> partie de l'installation entourée du cercle 3' à la figure
11.
Au plan de montage reproduit schématiquement à la figure 1 , il. s'agit d'une installation du type continu, servant au traitement de milieux aqueux... Pour simplifier, référence n'est faite ci-après qu'à la préparation d'eau..
L'installation est conçue en deux étages, dans lesquels l'eau brute à traiter traverse deux récipients de traitement ou de travail, notamment un récipient
<EMI ID=16.1>
si qu'un.- second récipient de travail A rempli, d'anions.
La description ci-après est limitée essentiellement à la partie droite de l'installation, représentée au dessin de la figure 1 et comprenant le récipient d'échangeurs de cations 21, car la disposition et la fonction de la partie gauche de l'installation, incorporant le récipient d'échangeurs d'anions A, sont identiques.
L'eau brute à traiter, provenant d'un
<EMI ID=17.1>
de d'un débitmètre 50, devant lequel se trouve une soupape de retenue 51, est réglable à l'aide d'une vanne 1 incor- <EMI ID=18.1>
porée à la conduite 20. La masse d'échangeurs d'ions 22 est disposée dans le récipient 21 et est parcourue de bas en haut par l'eau brute. L'eau pure sort du récipient 21 par une conduite 24 commandée par la vanne 2. Un embranchement 20a, doté d'une vanne 7, est prévu dans la conduite d'eau brute 20, immédiatement en. amont de l'entrée dans le récipient 21.
Une chambre d'accumulation 21a en forme de trémie est prévue au fond du- récipient de travail
21 et est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite 25
<EMI ID=19.1>
transport au.moyen d'une pompe 47 à partir d'un réservoir
<EMI ID=20.1>
raccordée parallèlement à la conduite de branchement 25, partant également de la conduite 45 et susceptible d'être
<EMI ID=21.1>
vanne _5_ et aboutissant à une colonne de lavage et de régénération 41, sont prévues dans le haut du récipient de rinça-
<EMI ID=22.1>
médiane de la colonne 41 par l'intermédiaire d'une conduite
46 munie d'une vanne 52. Une conduite de circulation 18, incorporant une pompe 17, est prévue dans cette zone.
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1> 13. L'eau de dilution est amenée dans le haut de la colonne
41 par une conduite 42 commandée par une vanne 10 et à
<EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
aboutissant au récipient de traitement 21 et commandée par
<EMI ID=28.1>
servant à prélever des échantillons d'eau pour la mesure du degré de pureté, sont disposés à des niveaux différents dans le récipient de traitement 21.
Le mode opératoire du dispositif décrit est le suivant. Comme exposé ci-avant, l'installation tra-vaille d'une façon quasi continue, en ce sens que le transport des masses d'échangeurs d'ions est réalisé par cycles,
<EMI ID=29.1>
porisé, ou à des intervalles discontinus, lorsque l'interruption e.st commandée par un générateur de valeurs de mesure, par exemple, lors: de l'obtention d'une valeur de conductibili.té déterminée, dépendant du degré d'épuisement des masses
<EMI ID=30.1>
pour le transport des résines d'échange fraîchement régénérées depuis la colonne de lavage et de
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
pue que pendant ce transport assez court, par fermeture de la
<EMI ID=33.1>
est amenée, lorsque la vanne ' est ouverte, au réservoir <EMI ID=34.1>
Après la phase d'interruption assez
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
tes. Au cours du cycle. immédiatement suivant, la masse chargée des échangeurs d'ions 22, située dans la trémie de soutirage 2'la du récipient de travail 21, est acheminée vers le réci-
<EMI ID=37.1>
lorsque les vannes 4 et 11 sont ouvertes pendant un court instant. Ensuite, la vanne .il, servant à l'amenée d'eau de rinçage, est ouverte. La fraction de résine, encore contenue dans le récipient de rinçage .il, parvient à la colonne de
<EMI ID=38.1>
10 sont ouvertes.
Ensuite, l'opération de rinçage s'effec-
<EMI ID=39.1>
admise, par L'intermédiaire de la vanne 14 et de la conduite 25, au fond du récipient, tandis que l'eau de lavage
<EMI ID=40.1>
8.- Dans ce cas, les vannes 11, et 9 sont fermées. La masse des. échangeurs d'ions, contenue dans la colonne de lavage et de régénération 41, est régénérée, simultanément au rinçage-. L'agent de régénération est introduit dans la colonne
<EMI ID=41.1>
introduisant la fraction d'échange rincée, l'écoulement de
<EMI ID=42.1>
vrant la vanne 10.
L'eau pure sortant du haut du récipient de traitement 21 par la conduite 24, est amenée, pour un <EMI ID=43.1>
nions A et quitte celui-ci par la conduite d'eau pure 30.
La lessive pour la régénération des anions parvient au récipient de régénération par l'intermédiaire d'une conduite 57.
En vue d'une meilleure compréhension, le développement du procédé décrit ci-dessus est représenté en détail aux figures 2 à 5. Les parties ou éléments identiques sont désignées par les mêmes chiffres de référence que ceux de la figure 5. On distingue notamment le récipient de traitement 21, le récipient de rinçage 31,. ainsi que la colonne de lavage et de régénération 41..Etant donné que le récipient cité en dernier lieu a une grande longueur par rapport à l'installation entière, il est prévu que celui-ci soit
<EMI ID=44.1>
ration étant disposées. à proximité immédiate. Une réduction sensible de l'encombrement est ainsi obtenue.
Tel que ceci est visible aux figures, les masses d'échange, contenues dans les récipients 31 et 41, sont soutirées au moyen des tubes plongeurs 23 et 33, dont la profondeur d'immersion dans le haut du récipient a une dimension telle qu'une fraction de résine déterminant un cycle puisse précisément être soutirée jusqu'au niveau de l'extrémité d'immersion. Lorsque l'eau d'entraînement entre sous pression, la'résine se trouvant dans la tête de la colonne est soutirée jusqu'au niveau d'immersion du tube plongeur. Dès lors, une détermination simple de chaque fraction de résine
-transportée est possible. La fraction de résine conditionnée par la profondeur d'immersion des tubes plongeurs 23 et 33, correspond à la quantité contenue dans la trémie de soutirage
21a du récipient de traitement 21 Ces dimensions et mesures sont accordées les unes aux autres.
En plus de la détermination simple des fractions de résine à transporter, l'utilisation des tubes
<EMI ID=45.1> vant, par rapport à tous les procédés connus de ce type. Le transport de la fraction de résine n'est seulement interrompu par la détermination de durées d'ouverture et de fermeture des vannes que si un faible choc de l'eau succède au transport de la résine, de sorte que les conduites'de transport sont rincées librement et que plus aucune particule de résine n'est présente dans la conduite et les vannes. De cette façon, tant une usure des vannes qu'une consommation des résines sont évitées.
L'état représenté à la figure 2 consiste précisément en un transport de la masse d'échangeurs
<EMI ID=46.1>
<EMI ID=47.1>
(par exemple, la vanne 4) ne sont reproduites que par les lignes périphériques. Une partie de la fraction de résine fraîchement soutirée se trouve déjà dans la zone inférieure
31c en forme de trémie du récipient de rinçage,, tandis qu'u-
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
intense des résines, la capacité du récipient 31 est d'une grandeur approximative telle qu'elle puisse contenir deux fractions de résine et la résine provenant de la zone de mélange, par conséquent environ 2 1/3 fractions.
Pendant l'opération de rinçage, l'opération de lavage et de régénération s'effectue dans la colon-
<EMI ID=50.1>
nes caractérisées par des moyens de représentation différents. L'agent de régénération est introduit dans la zone médiane
<EMI ID=51.1>
36 sont régénérées en contre-courant. Il en résulte trois zones, conformément à la durée de se-jour des résines pendant trois cycles de travail. Alors que la résine est en contact
<EMI ID=52.1>
une régénération a lieu dans la zone 41b,. tandis qu'une ré-
<EMI ID=53.1>
utilisant entièrement l'agent de régénération. Pour permettre une régénération régulière à l'endroit d'admission, un cycle
<EMI ID=54.1>
raccordée à la conduite 46; ce cycle est décrit en détail ci-après en liaison avec les figures 6 et 7. La résine fraîchement régénérée est lavée dans les zones 41d, 41 e
<EMI ID=55.1>
la conduite 42. L'eau relativement fraîche encore, ayant
<EMI ID=56.1>
fectue un prélavage des résines dans la zone 41d. Cette eau sert simultanément d'eau de dilution dans les zones de régénération, de sorte qu'une utilisation complète optimale est possible, ce qui influe favorablement sur la consommation d'eau et la quantité d'eau résiduaire à évacuer.. L'eau de
<EMI ID=57.1>
tient encore un excès d'agent de régénération qui est utilisé intégralement, conjointement avec l'agent de régénération introduit, de sorte que la dépense en agent de régénération. peut être maintenue à un niveau extrêmement faible.
Dans l'état de service de l'installation représenté à la figure 3, -.un transport de la résine a lieu
<EMI ID=58.1>
génération 41, lorsque la vanne 5 est ouverte. Une par-
<EMI ID=59.1>
<EMI ID=60.1>
par la vanne 10.
La figure 4 montre L'état de rinçage et de régénération, au cours duquel l'eau de lavage est ame-née par la conduite 25, en ouvrant la vanne 14, tandis que l'eau de rinçage consommée est soutirée par la conduire
<EMI ID=61.1>
résine 3 la, désagrégée par le rinçage, est encore contenue
<EMI ID=62.1>
son volume entier. Dans la colonne de lavage. et de régénéra-
<EMI ID=63.1>
on introduit le liquide de régénération qui, après avoir traversé les zones de régénération préalables 41 d - et 4 la,
<EMI ID=64.1>
qu'une économie sensible est possible par rapport: aux procédés connus.
Le transport de la résine de la colonne
<EMI ID=65.1>
<EMI ID=66.1>
l'eau d'entraînement dont l'action est telle que la résine est soutirée par le tube plongeur _33... En conduisant la frac-
<EMI ID=67.1>
partie- de la résine consommée descend au fond de la trémie de soutirage 21a, L'amenée d'eau brute est interrompue en
<EMI ID=68.1>
tée pendant cette courte période. L'eau brute contenue dans le récipient 21 est évacuée par la conduite 20a, en ouvrant la vanne 7_.
Le fond supérieur du récipient de tra-vrail 21 n'est pas réalisé sous une forme plane, mais conique, dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 5, de sorte qu'il en résulte un avantage certain, en ce sens que la surface libre du filtre est plus grande, ce qui est favorable eu égard à la résistance propre aux grandes vi-
<EMI ID=69.1>
tière d'échange dans la colonne de travail est obtenue en. introduisant la résine, conformément à l'état de régime représenté à la figure 5.
Les différentes zones reproduites dans
<EMI ID=70.1>
charge différent. Les ions les plus fortement liés, par exemple Cu, Ni, Cr, Al, etc... se déposent dans la zone la plus inférieure de la section d'entrée d'eau brute,
<EMI ID=71.1>
dans la seconde zone, et Na, par exemple, se fixe dans la troisième zone représentée. Etant donné que la couche la plus inférieure fortement chargée est immédiatement évacuée vers le rinçage et la régénération par l'intermédiaire de la conduite 25, l'action des matières puissamment oxydantes sur la résine d'échange ne s'exerce pas d'une manière aussi désavantageuse que dans les procédés de séparation classiques mis en oeuvre dans. des colonnes d'échangeurs d'ions, car ces matières sont aussitôt redissouzes au cours de l'opération subséquente de l'élimination par lavage, du rinçage et de la régénération. Les agents tensio-actifs, sont absorbés, dans le récipient de travail, principalement par les couches les plus inférieures de la résine et sont ainsi éliminées immédiatement au. cours du cycle immédiatement subséquent.
Le vieillissement dangereux des agents tensio-actifs sur les matières échangeuses d'ions,.est par conséquent évité.
La conductibilité des échantillons prélevés aux endroits de mesure 53 à 56 (figure 1) dépend du degré de charge. Dès qu'une valeur de conductibilité pré-donnée est atteinte, le cycle et ainsi le transport des résines sont amorcés automatiquement. L'installation est conçue pour une durée minimale d'environ 8 minutes. Lorsque la teneur en sel de l'eau diminue, la zone de charge du récipient'
<EMI ID=72.1>
pas amorcé après 15 minutes environ, mais uniquement après 20 à 30 minutes ou plus, par exemple.
Si. aucune quantité d'eau n'est prélevée par les appareils de consommation, l'eau pure est amenée au
<EMI ID=73.1>
<EMI ID=74.1>
cumulateur 48 et parvient au récipient de travail 21 en passant par la conduite d'eau brute 20. Etant donné qu'aucun transport de-la colonne de lavage à la colonne de travail ne s'effectue au cours de cet intervalle de temps, le flux d'a-
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
prédéterminée, vérifiée par un prélèvement d'échantillons de
<EMI ID=77.1> .tageuse, en ce sens qu'elle évite une action antagonisme des ions, ainsi qu'un dépôt par dissolution dans les récipients.
L'eau de rinçage et de lavage évacuée pa:
les conduites 20a, 32, 34 et 16, ainsi que l'eau d'entraînement provenant- des conduites 14 et 10 affluent au
<EMI ID=78.1>
l'eau de chaque fraction, provenant tant de la colonne de rinçage que de la colonne de lavage, est recyclée, car l'eau d'entraînement se mélange avec la fraction de résine à transporter et est conduite vers la colonne correspondante. Seul l'eau de dilution (conduite 38) pour les agents chimiques de régénération, est présente comme eau résiduaire. -De l'eau entièrement dessalée, émanant du réservoir d'eau pure 49,
est utilisée pour le transport des résines. L'eau de lavage est utilisée à trois reprises dans la colonne de lavage et
de régénération 41, notamment pour le lavage de purification, le lavage et le prélavage, et sert encore ultérieurement d'eau de dilution au cours du procédé de régénération. Dès lors, le. besoin propre en eau de l'installation peut être fortement limité, si bien que la rentabilité est considérablement augmentée. Dans cette installation, la formation d'eau résiduaire est de très loin inférieure à celle de l'installation classique équipée de colonnes d'échangeurs d'ions. Ceci est valable également pour les quantités requises de matières échangeuses d'ions, qui sont plus petites dans ce procédé que celles des installations connues.-
Des impuretés mécaniques de -coût type sont éliminées grâce au lavage des résines dans le récipient
<EMI ID=79.1>
de résine, engendrées-par usure au cours du transport, sont éliminées par rinçage. Dans le cas d'eau de surface, des agents stérilisants peuvent être introduits à l'état dosé dans l'eau de rinçage, de sorte qu'une stérilisation des résines est obtenue.
La fraction de résine transportée au cours d'un cycle correspond au maximum à environ 1/1 Sème du volume. total des matières d'échange de la colonne de travail. Les temps nécessaires aux procédés de régénération et d'élimination par lavage sont pratiquement les suivants :
<EMI ID=80.1>
Dès lors, si la durée de cycle est réduite à 8 minutes, par exemple, l'action peut; être augmentée
<EMI ID=81.1> nération par 1 ' agrandissement du olume cyclique (nombre de fractions de résine). La rentabilité et le besoin propre en eau peuvent être déterminés en augmentant le volume cyclique tant dans la zone de lavage que dans la zone de régénération.
Tel que ceci est visible aux figures 1 à précitées, un circuit de circulation 18, mis en action par une pompe 17, est prévu à l'endroit de liaison entre les zones de lavage et de régénération de la colonne de lavage et de régénération 41. Cet endroit de liaison est repré-
en détail s ent é/ aux figures 6 et 7. L'agent de régénération affluant par la conduite 46 est introduit par un flux Transversal d'un faible débit d'eau, qui se produit dans une pièce annu-
<EMI ID=82.1>
62 est munie d'ouvertures 62a, de façon que l'eau affluant par la tubulure 63 pénètre dans la chambre interne p ar ces ouvertures 62a, dans le sens des flèches, et quitte cette
<EMI ID=83.1>
<EMI ID=84.1>
<EMI ID=85.1>
che la sortie des résines. Grâce à ce flux transversal, l'agent de régénération est introduit constamment sur la section transversale entière. Dès lors, l'agent de régénération est dilué et simultanément réparti régulièrement. Par conséquent, des agents chimiques, à haute concentration, par exemple, de
<EMI ID=86.1>
peuvent être utilisés..
Les éléments constitutifs essentiels, agissant comme un système à lit mixte, d'une installation travaillant en continu, conforme à l'invention, son;. représen-
<EMI ID=87.1>
par les mêmes chiffres de référence que ceux du plan de monta- <EMI ID=88.1>
un lit mixte entraîné, par fractions et par cycles, dans un récipient de séparation et de rinçage 131 monté en aval. Les résines sont soumises à un rinçage poussé dans ce récipient, de sorte qu'elles se séparent conformément à leur poids spécifique. Les cations sont soutirés au moyen d'un tube
<EMI ID=89.1>
plus élevé. La chambre 13 la est disponible comme chambre de rinçage et de désagrégation supplémentaire pour. l'élimination des impuretés, des particules de résine dues à l'usure
et autres. Alors que les cations sont régénérés et lavés
<EMI ID=90.1>
aval, les anions sont amenés à une colonne de régénération
et de lavage correspondante 72. Celles-ci peuvent inclure les mêmes dispositifs de circulation que ceux décrits en liaison avec les figures 6 et 7. Après l'acheminement
des résines à partir des colonnes de lavage et de régénération
<EMI ID=91.1>
menées au récipient de travail 21, par l'intermédiaire de
<EMI ID=92.1>
que les charges d'anions et de cations soient intimement mélangées, pour parvenir ainsi à l'état de lit mixte au récipient de travail. Par conséquent, l'installation entière est appropriée, sans modifications essentielles, et en fonction du même avantage, également à la préparation de solutions aqueuses dans un lit mixte à recyclage.
<EMI ID=93.1>
peuvent se manifester dans le système de distribution supérieur. du récipient de travail 21, ces résistances étant conditionnées par des souillures à grains fins, par exemple, des particules d'usure des résines et autres. Conformémen'
<EMI ID=94.1>
qui, en utilisant la phase d'interruption de courte durée
<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
au flux d'eau pure et s'effectuant de haut en bas dans le :
cipient de travail, de sorte qu'un entraînement des partici les d'usure des résines est produit. Un dispositif de rin ge par choc de ce type est représenté schématiquement à la <EMI ID=97.1>
part de la conduite d'eau de rinçage, parallèlement à la v
<EMI ID=98.1>
<EMI ID=99.1>
47 refoulant également l'eau d'entraînement, dans le haut du récipient de travail 21, par l'intermédiaire de la co duite d'eau d'entraînement et de rinçage 84, et est sout
<EMI ID=100.1>
<EMI ID=101.1>
réalisée en quelques secondes.
La figure 10 représente finalement <EMI ID=102.1>
<EMI ID=103.1>
opérations de-régénération s'effectuent dans celle-ci, la sine étant introduite par la trémie d'admission 92. Dès
<EMI ID=104.1>
tiquée dans le fond, les résines sont régénérées et lavées
<EMI ID=105.1>
tubulure 95, d'où elle est soutirée par le tube plongeur
<EMI ID=106.1>
<EMI ID=107.1>
est en substance égale à celle de la chambre annulaire 9j Cette forme de réalisation est avantageuse, en ce sens qu le peut être construite comme une colonne unitaire, ce qui permet une large réduction de l'encombrement. Le produit ré-
<EMI ID=108.1>
grandes colonnes sont nécessaires, une unité de construction de ce type ne peut être utilisée que comme colonne de régénération et de lavage, en lieu et place des colonnes de régéné-
<EMI ID=109.1>
tées aux dessins précédents. Les zones de lavage sont situées dans le tube vertical 91 , tandis que les trois zones de régénération sont prévues dans les chambres annulaires
<EMI ID=110.1>
L'installation décrite ci-dessus, offre, par exemple, les possibilités d'application avantageuses suivantes : le dessalement complet de l'eau en combinaison avec des appareils de ruissellement d'acide carbonique, des échangeurs de cations fortement et faiblement acides et des échangeurs d'anions fortement ou faiblement basiques, etc... l'adoucissement de l'eau par utilisation en tant qu'échangeur neutre, d'une colonne d'échange régénérée par de la saumure; la décarbonatation avec des dégazeurs de ruissellement d'acide carbonique montés en aval le cas échéant; la préparation d'eau de surface au moyen d'une résine adsorbante; la protection contre les acides humiques d'installations de dessalement complet montées en aval; la préparation de solutions de sels métalliques de tout type;
la préparation et la purification de bains d'acide chromique, de bains de palladium, de bains d'acide maléique; la récupération de métaux nobles; la préparation d'eaux de rinçage galvaniques pour un recyclage, ainsi que pour la neutralisation et la désintoxication
<EMI ID=111.1>
pour l'élimination des agents tensio-actifs non ionogènes dans des solutions aqueuses; comme installation d'échange sélectif pour l'élimination de traces métalliques restantes à partir d'eaux fraîches et d'eaux résiduaires; pour la prépa- <EMI ID=112.1>
de matières radio-actives à partir d'eau fraîche ou d'eau résiduaire, etc...
L'encombrement de cette installation est considérablement plus petit que celui d'une installât! équipée de colonnes d'échangeurs d'ions classiques. Ceci démontré par la comparaison suivante :
EXEMPLE.-
On prend pour base une teneur en sel de 3 mval/l, une production de 30 m<3>/h, une capacité voli que utilisable par litre de matière d'échange de 1 mval.
<EMI ID=113.1>
vre dans des colonnes, une quantité d'échangeurs d'ions de <EMI ID=114.1>
Encombrement pour l'installation cla;
que :
<EMI ID=115.1>
Grâce à l'utilisation optimale, décr:
ci-dessus, des agents chimiques de régénération, une faible action antagoniste des ions s'exerce, de sorte que l'on ob-
<EMI ID=116.1>
<EMI ID=117.1>
geur de cations fortement acide -système de ruissellement d'acide carbonique- et un échangeur d'anions fortement bas que, le degré de pureté suivant a été obtenu :
<EMI ID=118.1>
<EMI ID=119.1>
<EMI ID=120.1>
lit mixte.
Etant donné la grandeur des intervalles de transport du procédé décrit ci-dessus, l'usure des résines est relativement faible, contrairement aux installations connues à ce jour, travaillant en continu ou d'une manière quasi continue. Pour une durée de cycle de 15 minutes, seules 96 charges et décharges de la matière d'échange s'établissent en l'espace d'une durée de marche de 24 heures. Par conséquent, un ménagement des résines d'échange est obtenu, contrairement aux installations travaillant en continu, dont la durée de cycle est d'environ 3 minutes et, par conséquent, les alternances de charge en l'espace de 24 heures de l'ordre d'environ
500.
L'installation décrite ci-dessus est fondée de préférence sur le degré de pureté, et non sur le temps ou la durée, comme dans les installations classiques
de ce .type. Le soutirage de la fraction de résine du récipient de travail, ainsi que l'opération de charge s'effectuent par mesure dans les colonnes de travail, de préférence dans la colonne d'échangeurs d'anions. Par exemple, un cycle minimal de 8 minutes est réglé. -Si aucune quantité d'eau n'est
<EMI ID=121.1>
brute 48. la zone de charge se déplace plus lentement vers le haut et ' apr ès la charge, le cycle ne peut s'effectuer qu'après 20, 30, 40 minutes et, même après 2, 3, 4, 5, 6 heures. Cette possibilité est en outre avantageuse pour les compositions variables de l'eau, de sorte qu'un régime non économique de l'eau est établi lorsque la commande est fondée sur le temps.
Lors d'une marche pratique de cette installation d'échangeurs d'ions, on a constaté qu'elle est favorable pour de nombreux buts lorsque le volume de soutirage de la masse d'échange peut être modifié. Selon le choix de la résine échangeuse d'ions utilisée, un gonflement se pro-duit pendant; la marche, dont l'ordre de grandeur est de 5 à
<EMI ID=122.1>
légèrement plus grand que celui de la colonne de traitement. Dès lors, une mise sous pression de l'échangeur est évitée au cours du'transport, et le gonflement et le retrait des résines peuvent être compensés dans une certaine mesure.
La modification du volume de soutirag est aussi avantageuse lorsque des rapports d'eau constants ne sont pas présents et le soutirage de la masse des échangeurs d'ions à partir du récipient de travail est commandé par le degré de pureté. Par exemple, si la charge a été calculée de telle sorte que le volume de résine à soutirer soit de 40 1 en fonction d'une teneur en sel de l'eau à préparer de 10
<EMI ID=123.1>
durée de cycle. Toutefois, il serait plus simple de pouvoir influencer le volume de la masse de. résine dans ce cas partie lier.
<EMI ID=124.1>
rieux, -il est prévu, conformément à l'invention, que le régulateur de niveau soit disposé d'une manière réglable et fixe au moins sur un tube pénétrant extérieurement dans le récipie ou au moins à l'intérieur d'un tube. Conformément à un exemi de réalisation préféré, le tube peut être introduit à la façc d'un télescope dans une tubulure prévue sur la partie finale du récipient. Si une modification du volume de la charge d'é change à soutirer doit être apportée, il est exclusivement né cessaire d'introduire plus ou moins les tubes dotés du régula
<EMI ID=125.1>
<EMI ID=126.1>
4.
récipient de travail dans lequel l'eau brute pénétrant par
<EMI ID=127.1>
tée au cours de son passage à travers la masse des échangeurs d'ions contenue dans le récipient, et quitte le récipient de travail à l'état d'eau pure par la conduite 13' montée dans la tête du récipient 10'. Le fond du récipient de travail
10' est conçu sous la forme d'un cône 12', dans lequel la masse d'échange chargée descend. Elle parvient ensuite, par
<EMI ID=128.1>
ge et finalement à une colonne de régénération. Pour simplifier, seule l'une de ces colonnes désignée par 20' est représentée à la figure 11. La charge d'échange régénérée est ramenée, par la conduite 26', dans la tête de la colonne de travail 10'.
Tant dans la chambre de soutirage du récipient de travail, désignée par le cercle A à la figure
11, que dans la tête de la colonne de lavage et de régénéra-
<EMI ID=129.1>
régulateurs de niveau réglables, grâce auxquels le volume de la charge de résine peut être déterminé et modifié. Dans
<EMI ID=130.1>
monté, à la façon d'un télescope, à l'intérieur de la tubulure de sortie 12b', et ce sur le fond 12' en forme de trémie de la colonne de travail 10'. La tubulure de sortie est munie, à son extrémité, d'une bride 12a' saillant vers l'extérieur et dans laquelle deux broches filetées 18', opposées diamétralement l'une à l'autre, sont logées. Ces broches filetées�raversent elles-mêmes une bride 14a' du tube télescopique 14' et sont maintenues, dans celle-ci, par des écrous filetés 15'. Grâce au réglage de ces écrous filetés
<EMI ID=131.1>
l'intérieur de la tubulure 12b' , la hauteur d'immersion du tube dans la chambre du fond peut être modifiée au-dessous du <EMI ID=132.1>
<EMI ID=133.1>
le tube télescopique 14'. Ce tube est relié, également: a
<EMI ID=134.1>
Dans l'exemple de réalisation représ
<EMI ID=135.1>
corps annulaire comprend des ouvertures 44a' pour la sor de l'eau brute. Le réglage de ce corps annulaire à l'inté'
<EMI ID=136.1>
et 48' montés à la manière d'un télescope et logés dans
<EMI ID=137.1>
vues spécialement pour ces tubes, ceux-ci étant réglables .la même façon que celle décrite ci-dessus en liaison avec : <EMI ID=138.1> bulure d'émission centrale 42a' du récipient 40', tand:
que l'eau brute est introduite par les tubes 46' et 48'.
<EMI ID=139.1>
d'une colonne de lavage et de régénération est représentée la figure 15. La détermination du volume s'effectue ici <EMI ID=140.1>
rieure de la colonne et doté d'une bride 24a' à l'aide de laquelle le tube 24' est déplaçable à l'intérieur d'une tubulure 27'. Des ouvertures sont pratiquées dans la brid pour le montage de broches filetées 28' dont une extrémit est maintenue fixement dans la partie supérieure 22' , tan que l'autre extrémité de ces broches filetées, passant par bride 27a' de la tubulure 27', est maintenue dans la br
<EMI ID=141.1>
plongeur 24' a lieu par desserrage des écrous filetés 25 et par déplacement au moyen de la bride 24a' . Dès que la fondeur de l'immersion désirée est atteinte, les écrous 25