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Procédé de régénération des échangeurs d'ions utilisés pour la déminéralisation de solutions aqueuses.
La présente invention concerne un procédé de régénération des échangeurs d'ions utilisés pour la déminéralisation de solutions aqueuses, de préférence en cycle hydrogène, dans lequel l'un des échangeurs d'ion. est prétraité avant sa régénération avec l'agent de régénération ayant déjà servi pour l'autre échangeur d'ions.
Il est connu de déminéraliser des solution
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ainsi, de les transformer en eau pratiquement pure ou ea solutions exemptes de sels, De telles solutions sont par
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d'autres eaux naturelles ayant une teneur en sel trop élevée, les solutions de l'industrie alimentaire telles que les solutions de sucre, d'amidon et de dextrose, les eaux réaiduaires provenant par exemple de l'industrie de transformation des métaux ou les eaux résiduaires conte-
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sant à l'échange d'ions, ces derniers doivent être éliminée au préalable par filtration, précipitation, floculation, épuration biologique etc.
La déminéralisation est exécutée de préférence en cycle hydrogène, c'est-à-dire qu'on utilise un échangeur de cations chargé avec des ions hydrogène pour éliminer les cations de la solution à déminéraliser, tandis que les anions sont éliminés par un échangeur d'anions chargé avec des ions hydroxy ou se trouvant sous forme d'aminé litre. Les échangeurs d'ions fortement et/ou faiblement dissociés peuvent être utilisés dans un ordre quelconque. Lorsqu'on utilise des échangeurs d'Ions fortement dissociés, tous les ions sont éliminés de la solution à déminéraliser, mais ces échangeurs doivent être régéné-
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Si on utilise des échangeurs d'ions faiblement dissociés, ils peuvent certes être régénérés également avec des acides ou des bases faibles, mais ils ne peuvent pas lier les ions faiblement dissociés de la solution à déminéraliser ni scinder les sels d'acides et de bases fortement dissocié*.
Pour la régénération des échacgeurs d'ions épuisée, on doit utiliser les produits chimiques de réginération en des quantités au moins stoechiométriques, calculées sur la base des ions liés. Cependant, dans la pratique, on utilise un excès plus ou moins grand de produit chimique pour obtenir une régénération aussi complète que possible et par là une utilisation intéressante du point de vue économique de la capacité d'échange dont oa dispose. La solution de régénération utilisée contient
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nua dans la solution à déminéraliser et est la plupart du temps rejetée alors qu'elle est inutilisée. Pendant longtemps, on a utilisé dans la pratique comme procédé d'échange d'ions pour la déminéralisation uniquement le procédé
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d'eaux résiduaires qui se forment alors, qui sont d'autant plus grandes que la concentration de la solution à déminéraliaer est plus élevée, considérées en totalité, sont
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ration nécessaires et les frais qui y sont liés rendent également inacceptable du point de vue économique, dans la plupart des cas, la déminéralisation des solutions à forte concentration.
Cet inconvénient est fortement diminué par les procédés connus d'échange d'ions à contre-courant, puisque ces procédés permettent une meilleure utilisation des produits chimiques de régénération. On a besoin d'une quantité de produit chimique de régénération égale à en-
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éliminer. Cependant, la quantité et la concentration de l'eau résiduaire se formant au cours de l'échange d'ions est ici encore la même que dans le procédé à courants parallèle.
Les procédés connus d'échange d'ions dite stationnaires sont plus avantageux. A ce groupe appartiennent entre autres les procédés suivante le procédé à lits multiples, dans lequel on fait avancer pas à pas et simultanément les lits d'échangeurs placés en série dans les différentes phases du cycle d'échange; le procédé à lit annulaire, dans lequel on fait avancer pas à pas et simultanément les raccorda de liquide dans les différentes ; phases; les procédés dans lesquels on fait avancer pas
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tant une charge d'échangeur fluidisée se déplaçant pas
à pas ou en continu; enfin, le procédé de stockage en fractions ou en couches, selon les brevets allemande
1.442.500 et 1.417.643, dans lequel la solution s'écoulant du lit d'échangeur est stockée en partie sous forme de fractions subdivisées en groupes ou en couches superposées et à nouveau utilisée. Selon le mode de réalisation industriel, il est possible dans ces procédés de diminuer la quantité de réactif de régénération nécessaire jusqu'à environ 115 % de la quantité etoéchiométrique. Dans ces procédés, on opère avec une capacité d'échange utile environ aussi grande que dans les procédés à courants parallèles. La concentration des solutions formant les eaux résiduaires peut dépasser 2,5 N, c'est-à-dire environ 10 fois la concentration des procédés précités.
La teneur en sel de l'eau résiduaire produite dans l'échange d'iona peut être abaissée jusqu'à environ 2,15 équivalents-grammes par équivalent-gramme de sel éliminé.
Même lorsqu'on utilise le meilleur des procédés connus jusqu'ici, au cours de la déminéralisation de solutions aqueuses, il passe dans l'eau résiduaire se formant au cours de l'échange d'ions une quantité d'équivalente-grammes de sel égale au double de celle que contient la solution à déminéraliser. Ces sels sont un mélange du ou des sels éliminés de la solution et du sel formé à
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l'un des sels doit être utilisé ultérieurement, il doit être séparé de ce mélange à l'aide de procédés de séparation supplémentaires, Eu égard aux frais que cela entraîne, on traite donc ultérieurement aujourd'hui les sels éliminés des eaux résiduaires uniquement lorsque des substances relativement intéressantes telles que des dérivés du chrome ou de l'argent peuvent être récupérées à partir de ces derniers. Des sels encore utilisables en soi sont
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résiduaire de l'échangeur d'ions, ce qui non seulement diminue la rentabilité de la déminéralisation, mais en outre, rend également difficile l'élimination de l'eau résiduaire eu égard à sa quantité et à sa teneur en sel.
En outre, il est connu d'après la revue "Zucker", 1962, pages 340 et suivantes, d'effectuer au
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ment de l'échangeur de cations avant sa régénération, en faisant passer le réactif de régénération de l'échangeur d'anions déjà utilisé sur l'échangeur de cations juaqu'à ce qu'il se produise à la sortie de ce dernier une réaction alcaline. On obtient ainsi une élimination complète des composés azotés fixés par l'échangeur de cations, et on élimine en même temps la chaux fixée par l'échangeur de cations, de sorte que l'élimination spéciale au préalable de la chaux contenue dans les jus sucrés nécessaire habituellement pour la régénération de l'échangeur de cations par l'acide sulfurique devient superflue. Apres l'apparition de la réaction alcaline à la sortie de l'échangeur do cations, l'échangeur d'anions est enfin régénéré et lavé.
Cependant, on n'obtient pas non plus ici de séparation des sels provenant de la solution sucrée et des réactifs de régénération, étant donné que le prétraitement permet d'éliminer uniquement les impuretés azotées et les ions calcium de l'échangeur de cations, mais par les autres ions de même signe extraits au préalable de la solution encrée.
La présente invention a pour objet un procédé de régénération des échangeurs d'ions utilises pour la déminéralisation de solutions aqueuses, fonctionnant
a notamment en cycle hydrogène, procédé dans lequel l'un
des échangeurs d'ions, avant sa régénération, est prétraité avec le réactif de régénération ayant déjà été utilisé pour l'autre échangeur d'ions, procédé qui permet un traitement ultérieur aussi économique que possible du ou des sels éliminés de la solution à déminéraliser et formée à partir des réactifs de régénération et qui diminue les nuisances de l'environnement provoquées par l'eau résiduaire de l'échange d'ions contenant des sels et devant être éliminée.
Cet objectif est atteint conformément à l'invention grâce au fait que, lors du prétraitement de l'échangeur d'ions, les ions extraite de la solution déminéralisée et fixée par ce dernier sont déplacés pratiquement complètement par les Ions de même signe du réactif
de régénération utilisé, de aort� qu'au cours du prétraitement, on obtient une première solution qui contient pratiquement la totalité des ions provenant de la solution déminéralisée et éventuellement un faible excès du réactif
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de l'échangeur d'ions prétraité, on obtient une deuxième solution séparée de la première, qui contient pratiquement uniquement le sel formé à partir des réactifs de régénération et éventuellement un faible excès du réactif de régénération de l'échangeur d'ions prétraité. Une caracté- riatique essentielle du procédé conforme a l'invention
est que les sels Introduits avec la solution aqueuse sont obtenus pratiquement séparément du sel formé à partir des réactifs de régénération. Il en résulte plusieurs avantages.
Le premier avantage réside dans le fait que les sels contenus dans la première et la seconde solution peuvent être traitée ultérieurement indépendant- ment sana utiliser de procédé de séparation supplémentaire. En outre, la quantité d'eau contenue dans les deux solu-
<EMI ID=15.1> plus faible que lorsque les sels aont mélangés dans une seule solution résiduaire des échangeurs d'ions, ce qui dans le cas du traitement ultérieur d'une seule des solutions, diminue encore les dépenses nécessaires à cet effet.
Le second avantage apparaît lorsque, dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, on utilise comme réactifs de régénération des acides et des bases formant ensemble un sel intéressant. Ainsi, on utilise cet avantage lorsqu'on emploie d'une part, l'acide sulfurique, nitrique ou chlorhydrique, et d'autre part, l'hydroxyde d'ammonium, de potassium ou de sodium ou encore des carbonates de potassium ou de sodium. La valeur des sels formés à partir de ces derniers couvre le plus souvent largement leurs frais d'achat, de sorte que le coût de la régénération est considérablement diminué.
Ces deux avantages conduisent chacun séparément à l'abaissement du prix de revient de la déminéralisation et permettent l'obtention d'eau pure et du ou des sels correspondants de façon économique à partir de solutions pour lesquelles ceci n'était pas possible jusqu'ici. Ces avantages sont encore plus nets lorsque les sels de la première solution aussi bien que ceux de la deuxième solution peuvent être utilisés. Dans ce cas, il ne se forme aucune eau résiduaire, ou une faible quantité seulement. Le prix de revient de la déminéralisation n'est donc dans ce cas pas augmenté par le coût de l'élimination de l'eau résiduaire.
Le prétraitement conforme à l'invention peut être exécuté aussi bien sur l'échangeur de cations que sur l'échangeur d'anions, selon le type des échangeurs, des solutions aqueuses à déminéraliser et des sels obtenue à partir des réactifs de régénération.
Pour la déminéralisation, on peut utiliser deux échangeurs d'ions fortement dissociés ou un échangeur relativement élevées. Ceci facilite l'utilisation des cela qui y cent contenue. Ainsi, par exemple, une solution de chlorure de sodium Boue forme concentrée, intéressante en eoi et séparément, peut être encore utilisée pour la régénération d'échangeura d'ions employés pour l'adoucissement de l'eau. Dans la mesure où aucun traitement ultérieur de l'une des deux solutions n'est prévu, leur élimination est considérablement facilitée, étant donné que leur quantité ; est faible, comparativement à la quantité de la solution
à déminéraliser.
D'autres avantagea résultent du fait que les procédés stationnaires sont mis en oeuvre conformément à l'invention sous foliée de procédés à contre-courant.
Ces procédés connus permettent d'abaisser encore la teneur résiduelle en sel dans la solution déminéralisée et la consommation de réactifs de régénération.
Dans le cadre de l'invention, les réactife de régénération sont utilisés en une concentration supé-
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en une concentration telle que la concentration de toutes les solutions se formant au cours du cycle d'échange aient une valeur juste inférieure à leur limite de saturation.
Il s'est en outre avéré avantageux d'exécuter la déminéralisation et/ou le prétraitement et/ou la
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des sels et la vitesse d'échange sont ainsi augmentées.
Conformément à l'invention, on choisit lee réactifs de régénération de manière que l'un des ions du sel formé à partir de ces derniers précipite et la partie
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utilisée pour la régénération. Pour la précipitation, on utilise avantageusement une substance à bas prix.
<EMI ID=19.1> <EMI ID=20.1> une précipitation au cours de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, il est avantageux de remplacer ces dernière, avant la déminéralisation, par des cations ne provoquant pas de précipitation. Conformément & l'invention,; il est prévu à cet effet que l'échangeur de cations sup- plémentaire utilisé pour la fixation des cations provoquant une précipitation soient régénérée par la solution obtenue au cours du prétraitement. Il existe par exemple des eaux saumâtres qui contiennent des quantités importantes de
sels de calcium. Dans ce cas, on élimine les ions calcium à l'aide d'un échangeur de cations placé en premier, qui permet de remplacer les ions calcium par des ions sodium.
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manière que le sel de sodium obtenu après régénération des échangeurs d'ions utilisés pour la déminéralisation, qui se trouve en solution concentrée, soit utilisé pour la régénération de l'échangeur de cations supplémentaire utilisé pour l'élimination des ions calcium. Ces ions sodium restent en permanence dans le circuit, de sorte qu'il n'est nécessaire d'introduire pratiquement que de faibles quantités supplémentaires de réactifs pour remplacer les pertes.
Au début et à la fin du prétraitement et de la régénération, il se forme, par suite de l'addition d'eau aux solutions, des parties de solution fortement diluées, qui, si on mélangeait avec la quantité principale des première et seconde solutions obtenues, abaisseraient fortement leur concentration. Si au lieu de cela, on les rejetait à l'état inutilisé, il se formerait une eau résiduaire contenant des sels représentant une nuisance pour
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on les déminéralise à nouveau en même temps que cette dernière.
La première ou la seconde solution peuvent être rejetées à la mer sana traitement ultérieur, dans la
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tiques à celles contenues dans l'eau de mer et ne perturbent pas son système écologique. De tellea substances sont entre autres les sels de calcium, de magnésium et de sodium des acides chlorhydrique et sulfurique, les sels de potassium et d'ammonium des acides mentionnés et les sels de l'acide phosphorique et éventuellement aussi de l'acide nitrique. Pour le transport jusqu'à la mer, il est avantageux que la première ou la seconde solution aient conformément au procédé de l'invention une concentration aussi élevée que possible, de manière que leur volume soit très faible par rapport à celui de la solution de départ à déminéraliser, par exemple de l'ordre du cinquantième au centième du volume de la solution de départ. Pour le transport de cette solution, on peut utiliser des réservoirs qui sont transportés jusqu'à la mer par route, par rail
ou par voie d'eau. Selon les quantités de solution se trouvant éventuellement à plusieurs endroits, il peut être avantageux de prévoir pour le transport un réseau de canalisations étendu. Eu égard à la concentration élevée de ces solutions, il s'avère en général avantageux de les mélanger, avant leur diversement dans la mer, avec de grandes quantités d'eau de mer à l'aide de buses mélangeuses, d'injecteurs etc.
Au lieu de cela, la totalité de l'eau de
la première ou de la seconde solution peut aussi être évaporée. La chaleur nécessaire à cet effet peut être produite par exemple à l'aide des matières combustibles qui résultent de l'épuration de la solution à déminéraliser précédant éventuellement l'échange d'ions. La quantité de chaleur pouvant ainsi être produite suffit généralement seulement à l'évaporation d'une faible fraction d'une solution aqueuse à déminéraliser. Cependant, lorsqu'on applique le procédé conforme à l'invention, la totalité
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rée dans la plupart des cas, sans que l'apport de quanti- ; tés de chaleur supérieures provenant d'autres sources soit nécessaire. De cette façon, on obtient les sels pro- venant de la solution à déminéraliser ou des réactifs de régénération sous forme de substances sèches dont la décharge est encore plus simple que celui de la première
ou de la seconde solution concentrée. Ce procédé s'avère particulièrement avantageux pour l'élimination des eaux résiduaires contaminées des centrales atomiques.
Les solutions concentrées et mieux encore
le résidu sec peuvent par exemple être déchargés également dans des excavations ouvertes ou dans des cavités souterraines, leur recouvrement avec des matières étanches à l'eau, par exemple des feuilles de matière plastique, ou leur introduction dans des couches de terre étanches à l'eau empêchant l'arrivée d'eau de l'extérieur et par là une lixiviation progressive des sels.
L'invention permet, par suite de ses avantages, la séparation économique des solutions salines diluées mentionnées ci-dessus, telles que les eaux saumâ- tres, les eaux des mers du Nord, etc., en eau de consom- mation et en deux solutions salines séparées, de préférence
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cet effet comme par exemple la distillation, la congélation, 1' électrodialyse, l'osmose inverse, ont non seule- ment l'inconvénient d'une rentabilité plus faible, mais donnent une solution résiduaire ayant une concentration plus faible, qu'on ne peut généralement pas espérer utiliser et dent l'élimination entraîne des inconvénients pour l'environnement. L'échange d'ions exécuté de façon connue donne effectivement pour la déminéralisation, dans des cas spéciaux, également des solutions salines concentrées, mais ces dernières sont constituées par le mélange des sels éliminés au cours de la déminéralisation avec le sel formé à partir des réactifs de régénération. Ce mélange est généralement sans intérêt.
Le procédé conforme à l'invention sera mieux illustré à l'aide des quelques exemples de réalisation qui suivent se référant à des schémas de fonctionnement, qui ne sont pas limitatifs de la portée de l'invention.
La première ligne des schémas de fonctionnement représente dans chaque cas le processus de déminéralisation, la seconde ligne la régénération de l'un des échangeurs d'ions, le prétraitement de l'autre échangeur d'ions et éventuellement la régénération d'autres échangeurs d'iona et la troisième ligne enfin la régénération de l'échangeur d'ions prétraité. Sur les schémas de fonctionnement, les rectangles les plus grands représentent des lits d'échangeurs et les rectangles plus petits des
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échangeur de cations fortement acide lorsqu'on utilise
un second lit de cet échangeur, et R2* représente un échangeur d'anions fortement basique, lorsqu'on utilise un second lit de cet échangeur.
Les lits d'échangeurs sont dans chaque cas caractérisés par les ions avec lesquels ils sont chargés au début des réactions d'échange ayant lieu dans les différentes lignes des schémas de fonctionnement. Les quantités de liquide parcourant les échangeurs nont représentées par les bandes horizontales dont la largeur b a été choisie différemment pour indiquer les quantités de
<EMI ID=27.1> liquide d'importances différentes. Les fléchée tracées entre les lita d'échangeurs se trouvant dans les différentes lignes sont destinées à rendre plus perceptible
la modification de l'ordre des échangeurs dans les différentes réactions. Le trait de liaison en pointillé indique la possibilité de réutilisation de la seconde solution
ou de son produit de réaction pour la nouvelle régénération et le nouveau prétraitement.
Selon la figure 1, on fait passer une solution aqueuse diluée de NaCl à travers un échangeur
de cations fortement acide chargé avec des iona hydrogène, ses ions Na étant alors échangés contre des ions H. L'acide chlorhydrique formé est fixé par l'échangeur d'anions faiblement basique. On obtient de l'eau déminéralisée.
Dans le stade suivant, l'échangeu,r d'anions faiblement basique alors chargé avec des ions Cl est régénéré avec une solution concentrée de NH.OH. Un procédé d'échange d'ions simple avec un faible excès de NH.OH peut être utilisé dans ce cas. La solution de prétraitement ainsi obtenue contient la quantité d'ions Cl extraite de la solution déminéralisée sous forme de NH.C1 bien dissocié et l'excès de NH40H qui est indiqué entre parenthèses sur la deuxième ligne de la figure 1. Pour le prétraitement de l'échangeur de cations fortement acide, seule la
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à la quantité d'ions Na à éliminer de l'échangeur de cations est active. Pour le prétraitement de l'échangeur de cations, on doit donc utiliser un procédé d'échange d'ions stationnaire, dans lequel on peut opérer sans excès
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une plus grande affinité pour l'échangeur que les ions Na. On obtient enfin comme première solution une solution concentrée de NaCl ainsi qu'un faible excès du réactif de
<EMI ID=30.1> exemple en le chassant à l'aide de vapeur. La concentration plus élevée de cette solution par rapport à la solution de départ à déminéraliser est indiquée, la quantité de NaCl étant restée constante, par la largeur b' inférieure à la largeur b dans les deux premières ligne de la figure 1. La solution concentrée de chlorure de sodium peut éventuellement être utilisée pour la régénération d'un échangeur d'ions utilisé pour la déminéralisation de l'eau.
L'échangeur de cations alors chargé d'ions
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de régénération H2S04 utilisé pour l'échangeur d'ions prétraité. Lorsqu'on utilise un procédé d'échange d'ions
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contient le sel formé à partir des réactifs de régénération a également une concentration relativement élevée. On peut ajouter CaO à la seconde solution de manière à faire précipiter CaS04 . 2H20 qui peut être séparé par filtration. La solution ne contient alors plus que NH40H et est utilisée pour la nouvelle régénération de l'échangeur d'anions. On ne consomme donc pas de NH40H, excepté les faibles pertes inévitables se produisant dans le circuit. Le gypse peut être transformé en semi-hydrate et être utilisé comme matériau de construction.
Dans l'exemple indiqué sur la figure 2, une
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A cet effet, on la fait passer à travers un échangeur de cations fortement acide et à travers un échangeur d'anions faiblement basique.
L'échangeur d'anions est régénéré avec KOH, un excès étant utilisé. La solution obtenue contenant <EMI ID=34.1>
ment de l'échangeur de cations dont les ions Na sont remplacés par des ions K. Une première solution concentrée
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La figure 3 représente la déminéralisation d'une solution aqueuse diluée de NaCl, la déminéralisation, la régénération de l'échangeur d'anions et le prétraitement de l'échangeur de cations ayant lieu de la manière indiquée sur la figure 1. Cependant. , la différence de la figure 1, l'échangeur de cations est régénéré avec
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centrée. On fait précipiter CaHPO� dans cette solution par addition de chaux vive et on le sépare par filtration.
La solution concentrée de NH.OH est utilisée, pour la nouvelle régénération de l'échangeur d'anions, et CaHPO. est utilisé comme engrais.
Selon la figure 4, on utilise pour la démi-
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d'ions faiblement dissociés. Selon un procédé connu, l'échangeur d'ions faiblement basique utilisé en premier
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on introduit C02 dans la solution à déminéraliser. L'ion Cl peut ainsi être éliminé de la solution et fixé par l'échangeur d'anions, et il se forme NaHCO,. Les ions Na sont fixés par l'échangeur de cations, et l'eau ainsi déminéralisée contient C02 qui peut être chassé de cette
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Pour le prétraitement qui a lieu à nouveau selon le procédé stationnaire, les lits d'échangeurs de cations sont utilisée dans l'ordre inverse. On obtient alors à la sortie du premier lit une solution concentrée de NaCl qui déplace les ions Ca du second lit, de sorte que ce dernier est chargé avec des ions Na, c'est-à-dire
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à nouveau utilisé pour l'adoucissement de la solution à déminéraliser. La régénération de l'autre échangeur de
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exemple de solution à déminéraliser une eau résiduaire contenant NaCl et Na (CH,COO). L'ion Na de l'acétate est d'abord fixé par un échangeur de cations faiblement acide, tandis que l'échangeur de cations fortement acide placé en second fixe les ions Na provenant de NaCl. L'échange dans l'échangeur d'anions, sa régénération et le prétraitement des deux échangeurs de cations ont lieu successivement comme décrit précédemment. On obtient les sels contenus dans la solution à déminéraliser dans la première solution concentrée. Celle-ci peut être transformée en NaCl sec par combustion sans frais particuliers. La combustion de l'acétate provenant de la solution diluée initiale n'est par contre possible qu'après évaporation de l'eau résiduaire et entraine des frais considérables.
Lors de la régénération des lits d'échangeurs de cations, leur ordre est l'inverse de l'ordre dans lequel ils se trouvaient lors de la déminéralisation.
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utilisé pour la régénération de l'échangeur de cations fortement acide est fixé par l'échangeur de cations fai-
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duit final dans la seconde solution peut être neutre. Cet avantage justifie l'utilisation de l'échangeur de cations faiblement acide.
Enfin, la figure 8 représente encore la
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deux de chaque type. L'eau saumâtre est d'abord amenée sur l'échangeur de cations fortement acide chargé avec des ions Na, à la suite de quoi les ions Na de ce dernier sont remplacés par des ions Ca. L'eau saumâtre contenant alors uniquement des ions Na est traitée avec l'échangeur
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suite de quoi il se forme de l'acide chlorhydrique et de l'acide sulfurique. Cette solution est alors amenée sur le premier échangeur d'anions fortement basique qui est
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quement uniquement de l'acide chlorhydrique pur étant amenée sur le dernier échangeur d'anions fortement basique; cet acide chlorhydrique est fixé par l'échangeur.
En premier lieu, ce dernier échangeur est régénéré avec une solution concentrée de NH.OH, NH.Cl étant obtenu à la sortie. Cette solution est envoyée sur l'échangeur de cations qui était placé en deuxième position, alors chargé avec des ions Na, et à la sortie duquel on obtient une solution concentrée de NaCl. Cette solution est divisée en deux parties; la première partie est en-
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sont remplacés par des ions Cl; le reste est utilisé pour l'échange des ions Ca du premier échangeur de cations par des ions Na. Les solutions sortant de ces deux échangeurs forment ensemble la première solution concentrée qui
<EMI ID=50.1> � Enfin, l'échangeur de cations principal est
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au préalable avec NH40H'
Pour le prétraitement de l'échangeur de
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l'utilisation d'un procédé stationnaire est également conseillée.
Cet exemple ne peut naturellement être mis en oeuvre que lorsque la teneur en ions Na d'une part et en ions Cl d'autre part est suffisante pour l'échange des
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traitement avec NaCl et de petites quantités de Ca qui restent sur le premier échangeur de cations et font que,
au cours de la déminéralisation suivante, des ions Ca atteignent le second échangeur de cations et restent sur celui-ci même après son prétraitement, ne sont pas gênantes.
A la place de l'échangeur de cations utilisé dans les exemples précédents et fonctionnant en cycle hydrogène, on peut aussi utiliser en principe dans le procédé conforme à l'invention un échangeur de cations opérant en cycle ammonium, cet échangeur de cations étant chargé avec des ions NH4 au lieu d'ions H, et, à la fin
de la déminéralisation, les ions étant transformés non
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qui correspond à la quantité des sels éliminés de la . solution aqueuse, est actuellement onéreuse, ce procédé n'est pas utilisé dans la pratique.
Le procédé conforme à l'invention sera mieux illustré par les deux exemples d'application qui suivent.
EXEMPLE 1
Une eau unie industrielle contenant 10 g/1 de NaCl doit être déminéralisée. A cet effet, on utilise
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résine échangeuse d'ions Lewatit (R) HP 62 fabriquée par Bayer AG, Leverkusen. Après l'avoir filtrée, on fait
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avec un débit de 10 1/h. Après épuisement, on recueille en tout 5,3 litres d'eau déminéralisée qui contient
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quoi les lits sont rincée à contre-courant et régénérée.
Pour la régénération de l'échangeur d'anions dans le procédé à lits multiples, par exemple selon le procédé décrit dans le brevet allemand 1.049.839, on
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de 2,5 1/h our le premier lit d'une série de quatre lits identiques. Le premier lit de cette série a déjà été utilisé trois fois de la même manière, le second deux fois et le troisième une fois. Le quatrième lit est le lit qui vient d'être épuisé dans la déminéralisation. A la suite
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nant de ce lit. On ouvre en même temps la vanne de sortie du troisième lit et il s'écoule de ce dernier 294 ml de solution, le liquide de régénération utilisé. Pour cela, on doit encore introduire 200 ml d'eau sur le premier lit. On aépare alors le premier lit des autres lits et on
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Les autres lits sont permutés de façon correspondante et le processus décrit est répété. Le lit retiré de la série est lavé et rincé à contre-courant. La première eau, l'eau
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Pendant le prétraitement de l'échangeur de cations, on utilise également quatre lits en série, le
mode opératoire étant le même que pour l'échangeur d'anions.
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comme première solution. Cette solution peut être utilisée pour la régénération d'un adoucisseur d'eau brute se trouvant dans la même usine. Le lit prétraité est lavé, rincé à contre-courant et régénéré. La première eau, l'eau de lavage et l'eau de rinçage sont ajoutées à l'eau résiduaire à déminéraliser.
Pour la régénération de l'échangeur de
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utilisé est semblable aux précédents, mais ici, on place en série six lits d'échangeurs. Le débit est le même que dans les cas précédents. La température de travail est de
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Le premier lit retiré de la série est lavé, rincé à contre-courant et utilisé dans le stade de déminéralisation suivant. L'eau de lavage, la première eau et l'eau de rinçage sont ajoutées à l'eau résiduaire à déminéraliser.
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de chaux vive contenant 35,2 g de CaO. La totalisé du sulfate précipite alors sous forme de gypse qui est eépa- ré par filtration et lavé. La solution restante est cons-
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après addition de la quantité d'eau nécessaire pour ajuster la concentration à 4N, est utilisée à nouveau pour la régénération de l'échangeur d'anions.
EXEMPLE 2
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effet, on la fait passer conformément à la fig. 6, dans
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lit est 130 1, celui du deuxième 750 1 et celui du troisième 700 1. L'eau est amenée sur les lits à la vitesse de 30 m3/h. Jusqu'à l'épuisement, on obtient en tout
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tions selon le brevet des Etats Unis d'Amérique 3.448.043 ou selon la demande allemande 1.642.805, qui ont déjà
été utilisés plusieurs fois de la même manière, puis stockés et à nouveau utilisés. On introduit une addition
<EMI ID=72.1>
sur le lit d'abord le groupe 1 constitué de trois fractions, puis le groupe 2 constitué de quatre fractions,
<EMI ID=73.1> et enfin de l'eau. Toutes les fractions ont un volume de
200 1. A la sortie du lit, on obtient d'abord 250 1 d'une
<EMI ID=74.1>
groupe de fractions 1, ensuite le liquide de régénération utilisé ayant un volume de 400 1 qui contient 71,9 kg
<EMI ID=75.1>
est dans ce cas de 4,5 m3/h. Les groupes de fractions sont stockés et utilisés à nouveau de la même maniera dans le cycle suivant. Le lit est lavé et rincé à contre-courant.
Pour le prétraitement de l'échangeur de cations R., on utilise le même procède opérant avec des fractions. L'addition est constituée par le liquide de régénération utilisé pour l'échangeur d'anions. On fait passer sur le lit le groupe 1 comprenant trois fractions, le groupe 2 comprenant six fractions, puis l'addition, et ensuite le groupe 3 comportant trois fractions et de l'eau.
Le volume de toutes les fractions est chaque fois de
200 1. A la sortie du lit, on obtient dans l'ordre la première eau, ayant un volume de 300 1 et contenant 0,8 kg de NaCl, le groupe 1, l'éluat de l'échangeur de cations
<EMI ID=76.1>
de sel et les groupes 2 et 3. La température de travail est 30[deg.]C, le débit 4,5 m3/h. En raison de la volatilité de l'ammoniac, l'installation est hermétiquement fermée. L'éluat est utilisé pour la régénération de l'échangeur
<EMI ID=77.1>
utilisation. Le lit d'échangeur est lavé, rincé à contrecourant et utilisé dans le stade de déminéralisation suivant.
<EMI ID=78.1>
l'éluat. Cette régénération a lieu selon le procédé d'échange d'ions simple, en faisant simplement passer la solution sur le lit. On obtient alors 410 1 comme première solution. Après lavage, le lit est rincé à contre-courant.