EP2914370A2 - Dispositif pour l'injection puis le melange de polymere dans une canalisation transportant une suspension de particules solides et procede mettant en oeuvre le dispositif - Google Patents

Dispositif pour l'injection puis le melange de polymere dans une canalisation transportant une suspension de particules solides et procede mettant en oeuvre le dispositif

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EP2914370A2
EP2914370A2 EP13785552.4A EP13785552A EP2914370A2 EP 2914370 A2 EP2914370 A2 EP 2914370A2 EP 13785552 A EP13785552 A EP 13785552A EP 2914370 A2 EP2914370 A2 EP 2914370A2
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EP
European Patent Office
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pipe
suspension
polymer
flange
water
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Withdrawn
Application number
EP13785552.4A
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Inventor
René Pich
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Original Assignee
SPCM SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F2307/14—Treatment of water in water supply networks, e.g. to prevent bacterial growth

Definitions

  • the invention relates to a device for injecting in line, in a pipe carrying a suspension of solid particles, water-soluble polymers and mixing them with said suspension, all in an optimized manner.
  • the device thus makes it possible to improve the flocculation of suspensions of solid particles in water.
  • the invention also relates to a method implementing the device.
  • suspensions of solid particles in water is meant in particular all types of sludge, such as, for example, urban sludge, sludge from the paper or food industry, drilling muds, industrial sludge, and all mine effluents, waste from mining operations, such as coal mines, metal mines, or sludge from oil sands processing.
  • These suspensions generally comprise organic and / or mineral particles such as clays, sediments, sand, metal oxides, etc., mixed with water.
  • the first in-line flocculation methods consisted of injecting diluted solutions directly into piping carrying suspensions of solid particles in the water. Then the system was improved by injections at several points, concentrically, before a static mixer or by water recirculation. These include Pareto TM technology from Nalco and Trumpjet TM from Wetend, which are used primarily in the paper industry.
  • the problem is that mixing and then flocculation require a certain contact time between the suspension of solid particles in the water and the flocculant. In addition and above all, this contact is high shear in the pumping pipe usually working at a rate of 1 to 3 meters per second.
  • Another method is to introduce a mechanical mixer in line at a distance close to the exit point so as to degrade at least the formed flocs. It has indeed been noted that if the mixture between the sludge and the flocculant is well made, then the flocculation itself becomes rapid and homogeneous. Pumps, agitated tanks, agitators on a pipe bend are used for this purpose. A significant improvement has been achieved with the technology described in US Patent 5,993,670. This device consists of an agitator mounted in the pipe, perpendicular to it, which can rotate at high peripheral speeds and optimized using a variable speed drive. The flocculant is injected through the perforated shaker shaft along its length. It has made it possible to substantially reduce the quantity of flocculant consumed, in particular on urban sludge before a centrifuge or a belt filter or the treatment of dredged sludge.
  • the injection by the motor shaft has a limited effect because the mixing time is very short, which forces to reach very high speeds to obtain the optimum result. These high speeds can be the cause of a grinding of the sludge increasing its specific surface and making it even more difficult to treat.
  • the injection is not homogeneous over the length of the shaft and it is not possible to change the diameter of the perforations to optimize during operation.
  • US2004 / 013032A4 discloses an in-line mixer in the form of a pipe having a flange receiving a chemical injection pipe. Downstream of the flange, there is a stirrer rotated mu under the effect of the flow. No means for driving the rotor is described.
  • WO97 / 46310 discloses a mixer for insertion into a pipeline carrying high concentration of paper fibers. The objective is to create a strong shear so as to degrade the fibers and put them in contact with a chemical agent.
  • the mixer is in the form of a rotor / stator to create a strong shear. As mentioned previously, flocculation does not require a high shear so that the rotor / stator system described in this document is not suitable.
  • EP 280 234 relates to the same technical field as the previous one. It describes a mixing system creating a strong shear in a pipe in which circulating paper fibers.
  • the pipeline further contains an orifice through which a chemical may be introduced.
  • the agitator is in the form of a double rotor forming a valve.
  • this system is not suitable for flocculation. It is therefore necessary to develop, for the treatment of suspensions of solid particles in water, a new system to improve the effectiveness of the flocculant added online.
  • the applicant has developed a device to solve this problem that the phases of injection and assisted mixing are well separated.
  • the invention thus relates to a device for the injection then the polymer mixture in a pipe carrying a suspension of solid particles.
  • the device comprises, in combination:
  • An agitator consisting of a rotor comprising at least one stirring blade positioned perpendicularly to the flow, the rotor being rotated by a drive means.
  • the stirrer is formed of only one rotor having at least one blade positioned perpendicularly to the flow, thus ensuring a homogeneous and even mixing without the risk of breaking the flocs obtained by shearing.
  • the device is in the form of a section of pipe opening at its two ends to be inserted on the pipe carrying the suspension to be treated, said pipe section being provided successively, in the direction of flow of the suspension of at least the flange receiving the polymer injection pipe, and agitator.
  • the section of pipe has a diameter of between 50 and 1000 mm, advantageously between 100 and 500 mm.
  • the device of the invention is in the form of two separate elements respectively in the flow direction of the suspension, the flange receiving the polymer injection pipe and the stirrer, each being intended to be inserted separately on the pipeline. This arrangement is more particularly advantageous when the diameter of the pipe is too large (greater than 12 inches, in practice of the order of 20 to 40 inches). Indeed, in these conditions, the establishment of a section of pipe tends to reduce the rigidity of the pipe, which is problematic.
  • the stirrer is inserted into the pipe through a flange whose diameter corresponds to about half the diameter of the main pipe.
  • This embodiment is particularly advantageous in stationery.
  • the device is then preferably arranged after the centri screen, which allows flocculation without destroying the flocs thus formed.
  • the drive means of the rotor also called the “stirring shaft”, is advantageously:
  • the drive shaft is provided with a single or double mechanical seal or a gland according to the product to be treated or the line pressure.
  • the lining is protected by a metal or plastic plate concentric with the shaft and at a distance thereof of the order of a millimeter. Under these conditions, the space between the gasket and the plate is supplied with water through a water inlet provided for this purpose.
  • the motor has a suitable power.
  • the speed of rotation of the stirrer is advantageously regulated by means of a speed variator to optimize flocculation.
  • the agitator has two or four stirring blades. Their shape is advantageously oblong, circular or trapezoidal and their surface is 0.2 to 0.9 times, preferably 0.3 to 0.7 times the internal section of the pipe carrying the suspension to be treated.
  • the device of the invention advantageously comprises two or three flanges each receiving a polymer injection pipe, to optimize the flocculation by injecting the polymers at different distances from the agitator.
  • the positioning of these flanges is advantageously as follows: the first flange is positioned, from the shaft of the stirrer, at a distance equivalent to 2 times the internal diameter of the pipe, the second flange at a distance equivalent to 4 the internal diameter of the pipe and the third flange at a distance equivalent to 6 times the internal diameter of the pipe. In most cases, efficiency no longer increases beyond this distance.
  • Each flange is preferably composed of two concentric tubes advantageously a perforated outer tube and a movable inner tube and provided with a longitudinal slot and can gradually obscure the holes of the first tube. This makes it possible to dose the polymer and to create the pressure drop necessary for a good distribution of the flocculant over the length of the injection piping.
  • This system allows important adjustments depending in particular on the product to be treated, the concentration and the viscosity of the suspension and the speed of the fluid. It makes it possible in particular to vary the injection point and the quantity of injected polymer thereby giving great flexibility to the operator, both at the time of the tests, but also during industrial operations when the compositions and the concentration of the sludge vary. Those skilled in the art will be able to adapt the device to take full advantage of the optimization of the processing performance of the suspensions.
  • the invention also relates to a pipe carrying a suspension of solid particles equipped with the device described above.
  • the position of the device on the pipe will advantageously be much closer to the exit than with a normal injection.
  • the device is inserted on the channeling at a distance equivalent to 5 to 50 times the diameter of said pipe measured from the outlet point thereof.
  • the subject of the invention is also a method implementing the device previously described, in particular an on-line treatment method consisting in injecting and then mixing by means of this device, a water-soluble polymer in a pipe carrying a suspension of solid particles in the water.
  • the subject of the invention is a method of flocculation of a suspension of solid particles transported by a pipeline implementing the device previously described and consisting in:
  • the suspension thus treated is for example discharged on a device or a sludge dewatering system (belt filter, filter press, centrifuge), or in a lagoon or a flat surface in which the water separates very quickly from the mud. by flocculation allowing the mud to settle and / or dry.
  • a sludge dewatering system belt filter, filter press, centrifuge
  • the process is particularly efficient in the treatment of mining effluents and in installations for the treatment of water containing suspended mineral substances (quarries, truck washers, mines, the hydrometallurgical industry), as well as for treatment of urban sludge and dredged sludge.
  • one or more water-soluble polymers can be injected at one or more injection point, thanks to the flanges and injection pipes of the device.
  • the water-soluble polymers are flocculants. They are preferably used in the form of a solution in which the polymer (s) are dissolved.
  • flocculants can be used: natural flocculants such as polysaccharides or synthetic.
  • the water-soluble polymers are preferably based on acrylamide.
  • the copolymers prepared from the following monomers are particularly interesting: acrylic acid, ATBS (2-acrylamido-2- methylpropanesulfonic acid), diallyl dimethyl ammonium chloride (DADMAC) dialkylaminoethyl acrylate (ADAME) and dialkylaminoethyl methacrylate (MADAME) as well as their acidified or quaternized salts, N-vinyl pyrrolidone.
  • DADMAC diallyl dimethyl ammonium chloride
  • ADAME dialkylaminoethyl acrylate
  • MADAME dialkylaminoethyl methacrylate
  • Polyoxides of ethylene, polyethylene amine can also be used in these polymers.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the device of the invention according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of the device of the invention according to a second embodiment.
  • the device of the invention comprising the following elements is inserted at 10 meters from the outlet of the pipe:
  • An agitator (10) comprising:
  • the device is positioned so that in the flow direction of the suspension, the agitator is downstream of the flanges.
  • the injected polymer is a copolymer of acrylamide and acrylic acid with a molecular weight of 15 million daltons and is in the form of a solution.
  • This tested facility compared to single-point injection into the pipeline reduced the water-soluble polymer consumption by 23% with a moderate agitation rate of 1700 rpm.
  • the device of the invention comprising the following elements is inserted:
  • a metal plate (13) for protecting the mechanical seal the plate being concentric with the shaft and at a distance thereof of the order of one millimeter, a water inlet (14) used for injecting clean water between the packing (12) and the plate (13) so as to protect the packing,
  • a double, semicircular and 8-inch diameter stirring blade (15), three flanges (16) each intended to receive the polymer injection tubing, positioned at a distance equivalent to 2 times, 4 times, and 6 the internal diameter of the main pipe (8), measured from the shaft of the agitator,
  • the injected polymer is a copolymer of acrylamide and acrylic acid with a molecular weight of 15 million daltons and is in the form of a solution.

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Abstract

Dispositif pour l'injection puis le mélange de polymère dans une canalisation (8) transportant une suspension de particules solides comprenant, en combinaison : –au moins une bride (5) recevant une tuyauterie d'injection de polymère (6), un agitateur (10) constitué d'un rotor comprenant au moins une pâle d'agitation (4) positionnée perpendiculairement au flux, le rotor étant entrainé en rotation par un moyen d'entrainement (2).

Description

DISPOSITIF POUR L'INJECTION PUIS LE MELANGE DE POLYMERE DANS UNE CANALISATION TRANSPORTANT UNE SUSPENSION DE PARTICULES SOLIDES ET PROCEDE METTANT EN ŒUVRE LE DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif permettant d'injecter en ligne, dans une canalisation transportant une suspension de particules solides, des polymères hydrosolubles et de les mélanger avec ladite suspension, le tout de manière optimisée. Le dispositif permet ainsi d'améliorer la floculation des suspensions de particules solides dans l'eau. L'invention a également pour objet un procédé mettant en œuvre le dispositif.
La floculation en ligne dans une tuyauterie de transfert de suspensions de particules solides dans l'eau, et en particulier de boues ou d'effluents miniers, est connue depuis plus de 50 ans. Cependant, malgré les améliorations apportées, celle-ci ne permettent pas encore aujourd'hui une utilisation optimale du floculant.
Par « suspensions de particules solides dans l'eau», on désigne notamment tous les types de boues, comme par exemple les boues urbaines, les boues issues de l'industrie papetière ou agroalimentaires, les boues de forage, les boues industrielles, ainsi que tous les effluents miniers, déchets de l'exploitation des mines, comme par exemple les mines de charbons, de métaux, ou les boues provenant du traitement des sables bitumineux. Ces suspensions comprennent généralement des particules organiques et/ou minérales comme des argiles, des sédiments, du sable, des oxydes métalliques etc, mélangés avec de l'eau.
Les premières méthodes de floculation en ligne ont consisté à effectuer des injections de solutions diluées directement dans la tuyauterie transportant des suspensions de particules solides dans l'eau. Puis on a amélioré le système par des injections en plusieurs points, concentriquement, avant un mélangeur statique ou par recirculation des eaux. On peut citer les produits de la technologie Pareto™ de la société Nalco et Trumpjet™ de la société Wetend, surtout utilisés dans l'industrie du papier.
Le problème est que le mélange puis la floculation demandent un certain temps de contact entre la suspension de particules solides dans l'eau et le floculant. En outre et surtout, ce contact se fait à fort cisaillement dans le tuyau de pompage travaillant habituellement à un débit de 1 à 3 mètres par seconde.
On a essayé de résoudre ce problème en changeant et en optimisant le point d'injection mais, techniquement, il est impossible d'obtenir un résultat satisfaisant car les étapes de mélange et de floculation se font concomitamment. Les suspensions ne sont pas entièrement floculées et il subsiste du floculant résiduel libre et non utilisé. Cela oblige à surdoser les floculants pour obtenir une floculation totale à la fois de toutes les particules, et de tous les flocs cassés par le cisaillement (refloculation). Par rapport aux essais de laboratoire, les consommations de floculants peuvent être de 30 % à 40 % supérieurs suivant la vitesse du fluide.
Une autre méthode consiste à introduire un mélangeur mécanique en ligne à une distance proche du point de sortie de manière à dégrader au minimum les flocs formés. On a en effet remarqué que si le mélange entre la boue et le floculant est bien fait, alors la floculation elle-même devient rapide et homogène. On utilise pour ce faire des pompes, des cuves agitées, des agitateurs sur un coude de canalisation. Une amélioration importante a été obtenue avec la technologie décrite dans le brevet US 5,993,670. Cet appareil consiste en un agitateur monté dans la canalisation, perpendiculaire à celle- ci, pouvant tourner à des vitesses périphériques importantes et optimisées à l'aide d'un variateur de vitesse. Le floculant est injecté par l'arbre d'agitation perforé sur sa longueur. II a permis de diminuer sensiblement la quantité de floculant consommé, en particulier sur des boues urbaines avant une centrifugeuse ou un filtre à bande ou le traitement des boues de dragage.
Cependant, cet appareil possède deux défauts de conception qui font qu'il ne résout pas entièrement le problème posé :
L'injection par l'arbre moteur a un effet limité car le temps de mélange est très court, ce qui oblige à atteindre des vitesses très élevées pour obtenir le résultat optimum. Ces vitesses élevées peuvent être à l'origine d'un broyage de la boue augmentant sa surface spécifique et la rendant encore plus difficile à traiter.
- Le débit de floculant ou coagulant variant, l'injection n'est pas homogène sur la longueur de l'arbre et il n'est pas possible de modifier le diamètre des perforations pour l'optimiser en cours de fonctionnement.
Le document US2004/013032A4 décrit un mixeur en ligne se présentant sous la forme d'une canalisation présentant une bride recevant une tuyauterie d'injection de produits chimiques. En aval de celle bride, se trouve un agitateur mu en rotation sous l'effet du flux. Aucun moyen d'entraînement du rotor n'est décrit. Le document WO97/46310 décrit un mixeur destiné à être inséré dans une canalisation transportant des fibres papetières à haute concentration. L'objectif est de créer un fort cisaillement de manière à dégrader les fibres et les mettre en contact avec un agent chimique. Le mixeur se présente sous la forme d'un rotor/ stator permettant de créer un fort cisaillement. Comme mentionné précédemment, la floculation ne requiert pas un fort cisaillement de sorte que le système rotor/stator décrit dans ce document n'est pas adapté.
Le document EP 280 234 relève du même domaine technique que le précédent. Il décrit un système de mélange créant un fort cisaillement dans une canalisation dans laquelle circulent des fibres papetières. La canalisation contient en outre un orifice par lequel peut être introduit un produit chimique. L'agitateur se présente sous la forme d'un double rotor formant une valve. De même que précédemment, ce système n'est pas adapté pour la floculation. II est donc nécessaire de mettre au point, pour le traitement de suspensions de particules solides dans l'eau, un nouveau système pour améliorer l'efficacité du floculant ajouté en ligne.
Le déposant a mis au point un dispositif permettant de résoudre cette problématique selon lequel les phases d'injection et de mélange assisté sont bien séparées.
L'invention a ainsi pour objet un dispositif pour l'injection puis le mélange de polymère dans une canalisation transportant une suspension de particules solides.
Le dispositif comprend, en combinaison :
- au moins une bride recevant une tuyauterie d'injection de polymère,
- un agitateur constitué d'un rotor comprenant au moins une pâle d'agitation positionnée perpendiculairement au flux , le rotor étant entraîné en rotation par un moyen d'entraînement. En d'autres termes, l'agitateur n'est formé que d'un seul rotor présentant au moins une pale positionnée perpendiculairement au flux, permettant ainsi d'assurer un mélange homogène et régulier sans risquer de casser les flocs obtenus par cisaillement.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif se présente sous la forme d'un tronçon de canalisation débouchant à ses deux extrémités pour s'insérer sur la canalisation transportant la suspension à traiter, ledit tronçon de canalisation étant muni successivement, dans le sens du flux de la suspension d'au moins la bride recevant la tuyauterie d'injection de polymère, et de l'agitateur. En pratique, le tronçon de canalisation a un diamètre compris entre 50 et 1000 mm, avantageusement compris entre 100 et 500 mm. Dans un second mode de réalisation, le dispositif de l'invention se présente sous la forme de deux éléments séparés respectivement, dans le sens du flux de la suspension, la bride recevant la tuyauterie d'injection de polymère et l'agitateur, chacun étant destiné à être inséré séparément sur la canalisation. Cet agencement est plus particulièrement avantageux lorsque le diamètre de la canalisation est trop important (supérieur à 12 pouces, en pratique de l'ordre de 20 à 40 pouces). En effet, dans ces conditions, la mise en place d'un tronçon de canalisation a tendance à réduire la rigidité de la canalisation, ce qui pose problème.
En pratique, dans ce mode de réalisation, l'agitateur est inséré dans la canalisation par le biais d'une bride dont le diamètre correspond à environ la moitié du diamètre de la canalisation principale.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en papeterie. Le dispositif est alors agencé de préférence après le centri screen, ce qui permet d'effectuer la flocculation sans détruire pour autant les flocs ainsi formés.
Quel que soit le mode de réalisation, le moyen d'entraînement du rotor aussi désigné « l'arbre d'agitation », est avantageusement :
- Soit un moteur directement monté sur l'arbre d'agitation ;
- Soit un système de poulie courroie, et d'un moteur, en particulier pour les moteurs de forte puissance.
Avantageusement, l'arbre moteur est muni d'une garniture mécanique simple ou double ou encore d'un presse étoupe suivant le produit à traiter ou la pression de ligne.
Dans un mode de réalisation particulier, la garniture est protégée par une plaque métallique ou plastique concentrique à l'arbre et à une distance de celui-ci de l'ordre du millimètre. Dans ces conditions, l'espace existant entre la garniture et la plaque est alimentée en eau grâce à une arrivée d'eau prévue à cet effet.
Selon une autre caractéristique, le moteur a une puissance adaptée. En outre, la vitesse de rotation de l'agitateur est avantageusement régulée par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse pour optimiser la floculation. Selon une autre caractéristique, l'agitateur présente deux ou quatre pales d'agitation. Leur forme est avantageusement oblongue, circulaire ou trapézoïdale et leur surface est de 0,2 à 0,9 fois, préférentiellement de 0,3 à 0,7 fois la section interne de la canalisation transportant la suspension à traiter.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de l'invention comprend avantageusement deux ou trois brides recevant chacune une tuyauterie d'injection de polymère, permettant d'optimiser la floculation grâce à l'injection des polymères à différentes distances de l'agitateur. Le positionnement de ces brides est avantageusement le suivant : la première bride est positionnée, à partir de l'arbre de l'agitateur, à une distance équivalente à 2 fois le diamètre interne de la canalisation, la deuxième bride à une distance équivalente à 4 fois le diamètre interne de la canalisation et la troisième bride à une distance équivalente à 6 fois le diamètre interne de la canalisation. Dans la plupart des cas, l'efficacité n'augmente plus au-delà de cette distance.
Chaque bride est de préférence composée de deux tubes concentriques avantageusement un tube externe perforé et un tube interne mobile et muni d'une fente longitudinale et pouvant occulter progressivement les trous du premier tube. Cela permet de doser le polymère et de créer la perte de charge nécessaire à une bonne répartition du floculant sur la longueur de la tuyauterie d'injection.
Ce système permet des ajustements importants en fonction notamment du produit à traiter, de la concentration et de la viscosité de la suspension et de la vitesse du fluide. Il permet notamment de faire varier le point d'injection et la quantité de polymère injecté donnant ainsi une grande souplesse à l'opérateur, à la fois au moment des tests, mais aussi lors des opérations industrielles lorsque les compositions et la concentration de la boue varient. L'homme de métier saura adapter le dispositif pour profiter pleinement de l'optimisation des performances de traitement des suspensions.
L'invention a également pour objet une canalisation transportant une suspension de particules solides équipée du dispositif ci-avant décrit.
La position du dispositif sur la conduite sera avantageusement beaucoup plus rapprochée de la sortie qu'avec une injection normale. Typiquement, le dispositif est inséré sur la canalisation à une distance équivalente à 5 à 50 fois le diamètre de ladite canalisation mesurée depuis le point de sortie de celle-ci.
L'invention a également pour objet un procédé mettant œuvre le dispositif précédemment décrit, en particulier un procédé de traitement en ligne consistant à injecter puis mélanger au moyen de ce dispositif, un polymère hydrosoluble dans une canalisation transportant une suspension de particules solides dans l'eau.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de floculation d'une suspension de particules solides transportée par une canalisation mettant en œuvre le dispositif précédemment décrit et consistant à :
insérer le dispositif sur la canalisation transportant la suspension,
injecter au moins un polymère hydrosoluble dans la tuyauterie d'injection décharger la suspension floculée.
La suspension ainsi traitée est par exemple déchargée sur un appareil ou un système de déshydratation de la boue (filtre à bande, filtre presse, centrifugeuse), ou dans une lagune ou une surface plane dans laquelle l'eau se sépare très rapidement de la boue par floculation permettant à la boue de se déposer et/ou de sécher.
Le procédé est particulièrement performant dans le traitement d'effluents miniers et dans des installations pour le traitement d'eau contenant des matières minérales en suspension (les carrières, le lavage de camions, les mines, l'industrie hydrométallurgique), ainsi que pour le traitement de boues urbaines et de boues de dragage.
Selon une caractéristique du procédé, un ou plusieurs polymères hydrosolubles peuvent être injectés à un ou plusieurs point d'injection, et ce grâce aux brides et tuyauteries d'injection du dispositif. Les polymères hydrosolubles sont des floculants. Ils sont préférentiellement utilisés sous forme de solution dans laquelle le ou les polymères sont dissous.
Toutes les natures chimiques de floculants peuvent être utilisés : les floculants naturels comme les polysaccharides ou synthétiques.
Les polymères hydrosolubles sont préférentiellement à base d'acrylamide. Parmi ces polymères, les copolymères préparés à partir des monomères suivants sont particulièrement intéressants : l'acide acrylique, l'ATBS (2-acrylamido-2- methylpropanesulfomc acide), le chlorure de diallyl diméthyl ammonium (DADMAC) l'acrylate de dialkylaminoéthyle (ADAME) et le méthacrylate de dialkylaminoéthyle (MADAME) ainsi que leurs sels acidifiés ou quaternisés, la N-vinyl pyrrolidone. Les polyoxydes d'éthylène, la polyéthylène aminé peuvent également être utilisés dans ces polymères.
L'exemple ci-après permet d'illustrer l'invention, mais n'a aucun caractère limitatif.
La figure 1 est une représentation shématique du dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation,
La figure 2 est une représentation schématique du dispositif de l'invention selon un second mode de réalisation.
Exemple 1
Sur un tuyau de transport de boues provenant d'un dragage de boues argileuses issues de traitement de sable bitumeux, on insère à 10 mètres de la sortie de la canalisation le dispositif de l'invention comprenant les éléments suivants:
Un tronçon de canalisation (1) de diamètre identique à la canalisation principale :
150 mm (6 pouces),
Un agitateur (10) comprenant :
- moteur (2) de puissance 4 kw tournant à 1500 tours, et pouvant tourner par l'intermédiaire d'un variateur de 300 à 2200 tours/min,
- une garniture mécanique simple (3) en carbure de silicium,
- une pale d'agitation quadruple, semi- circulaire et de diamètre 120 mm (4), trois brides (5) positionnées à une distance équivalente à 2 fois, 4 fois, et 6 fois le diamètre interne de la canalisation, mesurée depuis l'arbre de l'agitateur, une tuyauterie d'injection (6) de diamètre intérieur 20 mm avec un tube fendu (7) sur toute la longueur de diamètre 19 mm qui permet d'homogénéiser sur la longueur le débit de solution de polymère.
Le dispositif est positionné de sorte à ce que dans le sens du flux de la suspension, l'agitateur se trouve en aval des brides.
Le polymère injecté est un copolymère d'acrylamide et d'acide acrylique de poids moléculaire de 15 millions de daltons et se trouve sous forme de solution. Cette installation testée comparativement à l'injection en un point dans la canalisation, a réduit la consommation en polymère hydrosoluble de 23 % avec une vitesse d'agitation modérée de 1700 tours/min. Exemple 2
Dans une installation papetière, sur la canalisation (8) alimentant la caisse de tête, après le centri-screen, on insère le dispositif de l'invention comprenant les éléments suivants:
Une bride (9) de diamètre deux fois inférieur (15 pouces) à la canalisation principale (20 pouces) dans laquelle on insère l'agitateur (10),
le moteur (11) de l'agitateur de puissance 4 kw tournant à 1500 tours, et pouvant tourner par l'intermédiaire d'un variateur de 300 à 2200 tours/min,
une garniture mécanique simple (12) en carbure de silicium,
une plaque métallique (13) destinée à protéger la garniture mécanique, la plaque étant concentrique à l'arbre et à une distance de celui-ci de l'ordre du millimètre, une arrivée d'eau (14) utilisée pour injecter de l'eau propre entre la garniture (12) et la plaque (13) de manière à protéger la garniture,
une pale d'agitation double, semi-circulaire et de diamètre 8 pouces (15), trois brides (16) destinées chacune à recevoir la tuyauterie d'injection de polymère, positionnées à une distance équivalente à 2 fois, 4 fois, et 6 fois le diamètre interne de la canalisation principale (8), mesurée depuis l'arbre de l'agitateur,
une tuyauterie d'injection (6) du polymère de diamètre intérieur 20 mm avec un tube fendu (7).
Le polymère injecté est un copolymère d'acrylamide et d'acide acrylique de poids moléculaire de 15 millions de daltons et se trouve sous forme de solution.
Cette installation testée comparativement à l'injection en un point dans la canalisation, a réduit la consommation en polymère hydrosoluble de 31 % avec une vitesse d'agitation modérée de 1500 tours/min.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Dispositif pour l'injection puis le mélange de polymère dans une canalisation (8) transportant une suspension de particules solides comprenant, en combinaison :
- au moins une bride (5) recevant une tuyauterie d'injection de polymère (6),
un agitateur (10) constitué d'un rotor comprenant au moins une pâle d'agitation (4) positionnée perpendiculairement au flux, le rotor étant entraîné en rotation par un moyen d'entraînement (2). 21 Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un tronçon de canalisation (1) débouchant à ses deux extrémités pour s'insérer sur la canalisation (8) transportant la suspension à traiter, ledit tronçon de canalisation (1) étant muni successivement, dans le sens du flux de la suspension, d'au moins la bride (5) recevant une tuyauterie (6) d'injection de polymère et de l'agitateur (10).
3/ Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme de deux éléments séparés respectivement, dans le sens du flux de la suspension, la bride (16) recevant la tuyauterie d'injection de polymère et l'agitateur (10), chacun étant destiné à être inséré séparément sur la canalisation.
4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement du rotor est un moteur (2) directement monté sur le rotor, dont la vitesse est régulée par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse. 5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'agitateur (10) est muni de deux ou de quatre pales d'agitation (4), de forme oblongue, circulaire ou trapézoïdale et de surface comprise entre 0,2 et 0,9 fois, préférentiellement entre 0,3 et 0,7 fois la section interne de la canalisation transportant la suspension à traiter. 6/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agitateur (10) comprend une garniture mécanique (3) avantageusement protégée par une plaque métallique ou plastique (13).
7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agitateur comprend une arrivée d'eau (12) alimentant l'espace existant entre la garniture (3) et la plaque (13).
8/ Dispositif selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'il comprend 2 ou 3 brides (5, 16) recevant chacune une tuyauterie d'injection de polymère 91 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le positionnement des brides (5, 16) est le suivant : la première bride est positionnée, à partir de l'arbre de l'agitateur, à une distance équivalente à 2 fois le diamètre interne de la canalisation, la deuxième bride à une distance équivalente à 4 fois le diamètre interne de la canalisation et dans le cas d'une troisième bride, celle-ci est positionnée à une distance équivalente à 6 fois le diamètre interne de la canalisation.
10/ Canalisation (8) transportant une suspension de particules solides équipée du dispositif objet de l'une des revendications précédente.
1 1/ Procédé de floculation d'une suspension de particules solides transportée par une canalisation mettant en œuvre le dispositif objet de l'une des revendications 1 à 9 et consistant à :
- insérer le dispositif sur la canalisation transportant la suspension,
injecter au moins un polymère hydrosoluble dans la tuyauterie d'injection décharger la suspension floculée.
12/ Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la canalisation transporte des effluents miniers, de l'eau contenant des matières minérales en suspension (les carrières, le lavage de camions, les mines, l'industrie hydrométallurgique), des boues urbaines ou des boues de dragage.
13/ Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les polymères hydrosolubles sont des floculants et sont sous forme de solution dans laquelle le ou les polymères sont dissous.
14/ Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les polymères hydrosolubles sont à base d'acrylamide et choisis parmi les copolymères préparés à partir des monomères suivants : l'acide acrylique, l'ATBS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acide), le chlorure de diallyl diméthyl ammonium (DADMAC) l'acrylate de dialkylaminoéthyle (ADAME) et le méthacrylate de dialkylaminoéthyle (MADAME) ainsi que leurs sels acidifiés ou quaternisés, la N-vinyl pyrrolidone.
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