FR2482476A1 - Regeneration ion exchange resins with brine - involves recycling part of brine to a brine saturation vessel - Google Patents

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FR2482476A1 FR8011118A FR8011118A FR2482476A1 FR 2482476 A1 FR2482476 A1 FR 2482476A1 FR 8011118 A FR8011118 A FR 8011118A FR 8011118 A FR8011118 A FR 8011118A FR 2482476 A1 FR2482476 A1 FR 2482476A1
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Jack Blackmore Pratt
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
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Abstract

The process in which brine is passed from a concn. station through the bed is characterised in a region of salt saturation at the concn. station, in discarding the initial effluent from the regeneration and in returning the later effluent to the concn. station to concentrate it. It is carried out in an appts. comprising a saturation salt bed in a concn. vessel, means to start and stop the fresh brine circulation and the return brine flow, and means to control the brine level in the vessel. The process preserves the amt. of brine used, enables less appts. to be used and it is also simpler.

Description

La présente invention concerne la régénération de résines échangeuses d'ions en présence de saumure et plus spécialement, la conservation du sel par recyclage prédéterminé de la saumure. The present invention relates to the regeneration of ion exchange resins in the presence of brine and more especially, the conservation of salt by predetermined recycling of the brine.

La récupération de la saumure utilisée pour régénérer des résines échangeuses d'ions est un mode opératoire admis. Cependant comme cela se fait couramment, cette récupération impose des contraintes d'appareillage et de technique qui interdisent cette pratique et limitent les économies résultantes. L'utilisation de plus d'une cuve à saumure est classique, qu'il s'agisse ou non de tenter spécialement de récupérer la saumure. Des exemples sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 2 689 218 (voir figure 1), NO 3 977 968 (voir figure 2) et dans le document intitulé "Demineralization by Ion Exchange"(voir page 44) publié par "Applebaum-Academic Press", 1968. The recovery of the brine used to regenerate ion exchange resins is an accepted procedure. However, as is commonly done, this recovery imposes constraints on equipment and technique which prohibit this practice and limit the resulting savings. The use of more than one brine tank is classic, whether or not it is a special attempt to recover the brine. Examples are described in US Patents NO 2,689,218 (see Figure 1), NO 3,977,968 (see Figure 2) and in the document entitled "Demineralization by Ion Exchange" (see page 44) by "Applebaum-Academic Press", 1968.

La présente invention a principalement pour objet de conserver le sel au cours d'une régénération de résines échangeuses d'ions en présence de saumure, de simplifier la régénération des résines échangeuses d'ions par une saumure récupérée et de réduire les besoins en appareillage pour assurer la régénération de résines échangeuses d'ions par une saumure récupérée. The main object of the present invention is to conserve salt during the regeneration of ion exchange resins in the presence of brine, to simplify the regeneration of ion exchange resins with recovered brine and to reduce the need for equipment for ensure the regeneration of ion exchange resins by a recovered brine.

L'invention a encore pour objet d'effectuer les opérations ci-dessus à l'aide d'une seule cuve à saumure. The object of the invention is also to carry out the above operations using a single brine tank.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels
la figure 1 représente schématiquement un appareil selon la présente invention
les figures 2 à 7 sont des représentations schématiques simplifiées du même appareil à des stades successifs de la régénération des résines et de la récupération de la saumure ; et
la figure 8 est un graphique donnant la dureté to
tale et la concentration du sel en fonction du volume de l'ef
fluent de l'agent de régénération à partir d'un lit de résine
pendant une telle régénération.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting example and in which
Figure 1 schematically shows an apparatus according to the present invention
FIGS. 2 to 7 are simplified schematic representations of the same apparatus at successive stages of the regeneration of the resins and of the recovery of the brine; and
Figure 8 is a graph giving the hardness to
tale and salt concentration depending on the volume of the ef
regenerating agent flows from a resin bed
during such regeneration.

Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, on fait passer la saumure d'un poste de concentration sur et à travers un lit d'une résine échangeuse d'ions à régénérer, on jette la partie initiale de l'effluent de l'agent de régénération déchargé de ce lit et on ramène le reste de l'effluent de ragent de régénération dudit lit au poste de concentration pour l'y reconcentrer. According to the essential characteristics of the invention, the brine is passed from a concentration station over and through a bed of an ion exchange resin to be regenerated, the initial part of the agent effluent is discarded of regeneration discharged from this bed and the rest of the regeneration rag effluent from said bed is returned to the concentration station in order to reconcentrate it.

Plus particulièrement, la saumure provenant d'une masse de cette dernière située à proximité d'un lit de sel contenu dans un saturateur est évacuée de ce dernier et est injectée dans une colonne renfermant un lit de résine échangeuse dtions et une masse contiguë de liquide à traiter en la faisant passer à travers la résine, le traitement étant provisoirement interrompu. Le poste d'injection se trouve dans la masse de liquide et à proximité de l'interface résine/liquide qu'on appelle parfois ci-après "poste intermédiaire" du fait qu'elle se trouve entre le volume de la masse de liquide et le lit de résine.On fait passer la saumure à travers le lit de résine ; la partie initiale de la saumure usée qui est déchargée du lit est jetée ; et la partie de 1s saumure qui est ultérieurement déchargée du lit est ramenée à l'endroit précédent situé au-dessus du lit de sel où elle est reconcen- trée pour être utilisée d'une façon analogue. More particularly, the brine coming from a mass of the latter located near a bed of salt contained in a saturator is evacuated from the latter and is injected into a column containing a bed of ion exchange resin and a contiguous mass of liquid to be treated by passing it through the resin, the treatment being temporarily interrupted. The injection station is located in the liquid mass and close to the resin / liquid interface which is sometimes called hereinafter "intermediate station" because it is located between the volume of the liquid mass and the resin bed. Brine is passed through the resin bed; the initial part of the used brine which is discharged from the bed is discarded; and the part of the brine which is subsequently discharged from the bed is brought back to the preceding place situated above the salt bed where it is concentrated to be used in a similar manner.

La figure 1 montre schématiquement à gauche une colonne classique lO renfermant une'résine échangeuse d'ions et à droite une cuve de sel 30 constituant le saturateur ainsi que la tuyauterie de raccordement, les vannes et l'équipement accessoire. Une conduite 11 d'entrée du liquide de service comportant une vanne V1 pénètre dans le sommet de la colonne et se termine près de ce sommet par un distributeur supérieur 21. Une conduite 12 de sortie du liquide de service part d'un collecteur 22 placé dans un matériau de fond 29 (graviers, etc.) dans la partie extrême inférieure de la colonne et comporte une vanne V2 après laquelle elle se prolonge jusqu'à un poste d'utilisation (non représenté).Une conduite 13 de sortie du liquide de lavage à contre-courant comportant une vanne V3 est branchée sur la conduite d'entrée 11 entre la vanne V1 et la colonne 10. Une conduite 14 d'entrée du liquide de lavage à contre-courant comportant une vanne V4, une conduite 15 de sortie du liquide de rinçage comportant une vanne une conduite 16 de sortie à faible débit comportant une vanne S6 et une conduite 17 de récupération de la saumure comportant une vanne V7 sont reliées à la conduite de sortie 12 entre le fond de la colonne et la vanne V2. Figure 1 shows schematically on the left a conventional column 10 containing an ion exchange resin and on the right a salt tank 30 constituting the saturator as well as the connection piping, the valves and the accessory equipment. A service liquid inlet pipe 11 comprising a valve V1 penetrates into the top of the column and ends near this top by an upper distributor 21. A service liquid outlet pipe 12 leaves from a manifold 22 placed in a bottom material 29 (gravel, etc.) in the lower extreme part of the column and comprises a valve V2 after which it extends to a station of use (not shown). A pipe 13 for the outlet of the liquid backwashing device comprising a valve V3 is connected to the inlet pipe 11 between the valve V1 and the column 10. A pipe 14 for entering the backwashing liquid comprising a valve V4, a pipe 15 for rinsing liquid outlet comprising a valve a low flow outlet pipe 16 comprising a valve S6 and a brine recovery pipe 17 comprising a valve V7 are connected to the outlet pipe 12 between the bottom of the column and the valve V2.

Une conduite 18 de transfert de la saumure à laquelle sont incorporées une pompe 40 et une vanne V8 se prolongent d'une couche inférieure de matériau de fond 39 contenu dans la cuve 30 jusqu'à un niveau intermédiaire à l'intérieur de la colonne 10 pour se terminer par un distributeur intermédiaire 28 placé dans la partie du liquide de service 24 qui se trouve immédiatementau-dessus du lit de résine échangeuse d'ions 26 et qui est juxtaposée à l'interface résine/liquide. La conduite 19 d'entrée du liquide de rinçage à faible débit comportant une vanne V9 relie la conduite 12 à la conduite 18 entre la vanne V8 et le distributeur intermédiaire 28. Une couche 34 de saumure située dans la partie supérieure de la cuve 30 recouvre le lit de sel 36 se trouvant dans la partie inférieure de cette cuve.Un interrupteur 32 commandé par flotteur, représenté à l'extrémité supérieure gauche de la cuve de sel, permet de mettre en marche la pompe 40 lorsque la cuve contient suffisamment de saumure et empêche ladite pompe de fonctionner lorsque la saumure est tombée à un niveau minimal de fgnctionnement (représenté en traits mixtes). Un interrupteur 31 commandé par flotteur représenté à l'extrémité supérieure droite de la cuve de sel ferme une vanne de sortie V10 de la conduite de récupération pour empêcher un débordement de la saumure Un interrupteur 37 sensible à la pression situé entre les vannes entrée et de sortie
V7 et V10 de la conduite de récupération remplit également une fonction de commande qui sera décrite plus loin.
A brine transfer pipe 18 in which a pump 40 and a valve V8 are incorporated extend from a lower layer of bottom material 39 contained in the tank 30 to an intermediate level inside the column 10 to end with an intermediate distributor 28 placed in the part of the service liquid 24 which is located immediately above the bed of ion exchange resin 26 and which is juxtaposed at the resin / liquid interface. Line 19 for entering the low-flow rinsing liquid comprising a valve V9 connects line 12 to line 18 between valve V8 and the intermediate distributor 28. A layer 34 of brine located in the upper part of the tank 30 covers the salt bed 36 located in the lower part of this tank. A float-controlled switch 32, represented at the upper left end of the salt tank, makes it possible to start the pump 40 when the tank contains sufficient brine and prevents said pump from operating when the brine has fallen to a minimum operating level (shown in phantom). A float-controlled switch 31 shown at the upper right end of the salt tank closes an outlet valve V10 of the recovery line to prevent overflow of the brine A pressure-sensitive switch 37 located between the inlet and outlet valves exit
V7 and V10 of the recovery line also fulfills a control function which will be described later.

Pour simplifier, on va considérer que la figure 1 illustre à titre d'exemple le traitement normal de service d'un liquide d'admission (par exemple de l'eau à boire ou destinée à être utilisée dans un procédé commercial ou industriel), ce liquide remplissant la partie supérieure de la colonne 10 et traversant la résine pour sortir de la colonne et aboutir à un endroit d'utilisation éloigné (non représenté)
Les vannes V1 et M2 d'entrée du liquide de service (et de rin çage) et de sortie du liquide de service respectivement, situées dans les conduites d'entrée et de sortie 11 et 12 sont ouvertes et toutes les autres vannes sont fermées.La présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures 2 à 7 représentant les étapes successives qui reproduisent des parties déterminées de la figure 1 et qui montrent les réglages appropriés des vannes pour les étapes successives au cours de la mise en oeuvre de l'invention, les vannes ouvertes étant principalement représentées.
To simplify, we will consider that FIG. 1 illustrates by way of example the normal service treatment of an intake liquid (for example drinking water or water intended for use in a commercial or industrial process), this liquid filling the upper part of the column 10 and passing through the resin to exit the column and end up in a remote place of use (not shown)
The service liquid inlet (and rinsing) and service liquid outlet valves V1 and M2 respectively, located in the inlet and outlet lines 11 and 12 are open and all the other valves are closed. The present invention will be better understood with the aid of FIGS. 2 to 7 representing the successive stages which reproduce certain parts of FIG. 1 and which show the appropriate settings of the valves for the successive stages during the implementation of the invention, the open valves being mainly represented.

La figure 2 illustre une étape de lavage à contrecourant qui intervient normalement entre l'étape de service (figure 1) et l'étape de régénération de la résine à l'aide de la saumure. Pendant le lavage à contre-courant, les seules vannes ouvertes sont la vanne d'entrée V4 de la conduite 14 par laquelle l'eau fraîche passe dans le fond de la colonne et la vanne de sortie V3 de la conduite 13 par laquelle le liquide de lavage à contre-courant est évacué du sommet de la cuve ou colonne 10. FIG. 2 illustrates a countercurrent washing step which normally takes place between the service step (FIG. 1) and the step of regenerating the resin using brine. During backwashing, the only valves open are the inlet valve V4 of line 14 through which the cool water passes into the bottom of the column and the outlet valve V3 of line 13 through which the liquid backwash is removed from the top of the tank or column 10.

La figure 3 illustre l'étape initiale de l'évacuation de la saumure de la cuve 30 pour l'injecter dans la colonne de résine 10 afin de régénérer le lit de résine échangeuse d'ions 26 qu'elle contient. La pompe 40 aspire la saumure 34 à travers le lit de sel 36 et la sous-couche 39 pour la transférer dans la colonne de résine par. l'intermédiaire de la conduite 18, la vanne de transfert V8 de cette dernière étant ouverte. Une vanne V6 d'évacuation du liquide résiduel incorporée à la conduite de sortie 16 est- ouverte de façon à éliminer la première partie de l'effluent du fluide de régénération ou saumure usée après son passage à travers le lit de résine. FIG. 3 illustrates the initial step of removing the brine from the tank 30 to inject it into the resin column 10 in order to regenerate the bed of ion exchange resin 26 which it contains. The pump 40 sucks the brine 34 through the salt bed 36 and the undercoat 39 to transfer it to the resin column. via line 18, the transfer valve V8 of the latter being open. A valve V6 for discharging the residual liquid incorporated in the outlet pipe 16 is open so as to eliminate the first part of the effluent from the regeneration fluid or spent brine after it has passed through the resin bed.

Toutes les autres vannes sont fermées pendant cette étape.All other valves are closed during this step.

La saumure est injectée non pas au sommet de la colonne mais à un niveau intermédiaire situé entre le sommet et la base, immédiatement au-dessus du sommet du lit de résine, par l'intermédiaire du distributeur 28, qui peut être en forme de croisillon pour assurer une couverture régulière du lit. The brine is injected not at the top of the column but at an intermediate level located between the top and the base, immediately above the top of the resin bed, via the distributor 28, which can be in the form of a cross to ensure regular bed cover.

La saumure admise est refoulée à travers le lit de résine puis est évacuée du fond de la colonne comme décrit. Pendant ce transfert de la saumure, son niveau baisse dans la cuve de sel, ce qui fait descendre les flotteurs des deux interrupteurs 31 et 32 qui ouvrent la vanne V10 de la conduite de récupération 17 qui, toutefois, est encore fermée par sa vanne V7 pour finalement, arrêter la pompe 40 lorsque la surface de la saumure baisse à un niveau situé juste au-dessus du lit de sel. Ceci indique la fin de l'étape de régénération, comme illustré sur la figure 4, lorsque la vanne V8 se ferme et la vanne V9 s'ouvre pour communiquer avec le distributeur intermédiaire 28 ; la vanne V6 est également fermée et la vanne V7 est ouverte. Une éjection (par échappement de l'eau) ou une alimentation par gravité peuvent remplacer le pompage comme moyen approprié d'injection de la saumure.The brine admitted is discharged through the resin bed and is then discharged from the bottom of the column as described. During this transfer of brine, its level drops in the salt tank, which lowers the floats of the two switches 31 and 32 which open the valve V10 of the recovery line 17 which, however, is still closed by its valve V7 finally, stop the pump 40 when the brine surface drops to a level just above the salt bed. This indicates the end of the regeneration step, as illustrated in FIG. 4, when the valve V8 closes and the valve V9 opens to communicate with the intermediate distributor 28; valve V6 is also closed and valve V7 is open. Ejection (by escaping water) or gravity feed can replace pumping as an appropriate means of injecting brine.

La figure 5 représente l'étape de récupération de la saumure pendant laquelle une lente injection d'eau dans la colonne de résine par l'intermédiaire du distributeur 28 refoule la saumure présente dans le lit de résine et les couches adjacentes de liquide par l'intermédiaire de la conduite de récupération 17 et des deux vannes d'entrée et de sortie
V7 et V10 dans la partie supérieure de la cuve 30. Lorsqu'une quantité suffisante de 1'effluent du fluide de régénération a été ramenée dans la cuve de sel pour provoquer la fermeture de la vanne de sortie V10 (en ayant entre-temps refermé l'interrupteur 32), comme le montre la figure 6, la contrepression détectée par l'interrupteur 37 augmente sensiblement.
FIG. 5 represents the brine recovery stage during which a slow injection of water into the resin column via the distributor 28 pushes back the brine present in the resin bed and the adjacent layers of liquid through the intermediate recovery line 17 and two inlet and outlet valves
V7 and V10 in the upper part of the tank 30. When a sufficient quantity of the effluent of the regeneration fluid has been brought back into the salt tank to cause the closure of the outlet valve V10 (having meanwhile closed switch 32), as shown in FIG. 6, the back pressure detected by switch 37 increases appreciably.

Lorsque l'interrupteur sensible à la pression se ferme en fermant la vanne V7 d'entrée de la saumure récupérée et la vanne V9 d'entrée du fluide de rinçage à faible débit et en ouvrant la vanne d'entrée V1 de la conduite 11 et la vanne
V5 de la conduite 15 d'évacuation du liquide de rinçage.
When the pressure sensitive switch closes by closing the inlet valve V7 of the recovered brine and the inlet valve V9 of the low-flow rinsing fluid and by opening the inlet valve V1 of the pipe 11 and valve
V5 of the line 15 for discharging the rinsing liquid.

Cette étape de rinçage rapide se poursuit pendant une période appropriée au bout de laquelle reprend le cycle de service représenté sur la figure 1. Un circuit de commande associé, etc., qui assure les conséquences de l'actionnement de l'inter
rupteur sensible à la pression peut avoir n'importe quelle
forme classique et par conséquent, n'est pas représenté.
This rapid rinsing step continues for an appropriate period after which the service cycle shown in FIG. 1 resumes. An associated control circuit, etc., which ensures the consequences of actuation of the inter
pressure sensitive switch can have any
classic shape and therefore is not shown.

La figure 8 représente graphiquement des résultats
typiques du procédé décrit en premier lieu en traçant la
concentration, en pourcent en poids en fonction du volume
de l'effluent du fluide de régénération provenant de la colonne
de résine. La partie jetée (environ les deux premiers tiers)
de l'effluent du fluide régénérateur qui est maintenant légère
ment dilué, est désignée par A et la partie finale récupérée
de cet effluent est désignée par B. La dureté totale est in
diquée en pointillé et la concentration de sel en trait plein,
il est évident que la partie B contient une bonne moitié de
la totalité du sel (zone au-dessous de la-courbe), tandis que
la plupart des constituants de dureté (au moins les trois
quarts environ) est contenue dans la partie A.Ainsi, la pré
sente invention permet de conserver la moitié du sel tout
en réduisant la dureté résiduelle à une valeur tolérable.
Figure 8 graphically shows results
typical of the process described in the first place by plotting the
concentration, in percent by weight depending on the volume
regeneration fluid effluent from the column
resin. The thrown part (about the first two thirds)
of the regenerating fluid effluent which is now light
diluted, is designated by A and the final part recovered
of this effluent is designated by B. The total hardness is in
dotted line and the salt concentration in solid line,
it is obvious that part B contains a good half of
all of the salt (area below the curve), while
most hardness constituents (at least three
about quarters) is contained in part A. Thus, the pre
sente invention keeps half the salt while
by reducing the residual hardness to a tolerable value.

L'exemple sur lequel la figure 8 est fondé est décrit ci-après. The example on which Figure 8 is based is described below.

Exemple
On utilise une colonne ayant un diamètre interne de 14 cm et une hauteur de 157,5 cm. On la remplit d'une résine cationique (du type adoucisseur à lasse de zéolite au sodium) jusqu'à une hauteur de 66 cm environ (10 dm3 environ).
Example
A column having an internal diameter of 14 cm and a height of 157.5 cm is used. It is filled with a cationic resin (of the softener type with a sodium zeolite wearer) up to a height of approximately 66 cm (approximately 10 dm 3).

La cuve de saturation de la saumure a un diamètre interne de 19,7 cm et une hauteur de 104 cm. Le matériau de fond est placé au fond à une épaisseur de 6,35 cm suivi d'une couche d'environ 7,6 cm de gravier. Sur ce dernier, on place une épaisseur de 45,7 cm de sel gemme. On ajoute de l'eau jusqu'à une hauteur d'environ 40,6 cm au-dessus du niveau du sel. On mélange l'eau et le sel jusqu'à ce qu'on obtienne un certain degré de saturation. La concentration de la saumure extraite du saturateur est d'environ 23 80. The brine saturation tank has an internal diameter of 19.7 cm and a height of 104 cm. The bottom material is placed at the bottom to a thickness of 6.35 cm followed by a layer of about 7.6 cm of gravel. On the latter, a thickness of 45.7 cm of rock salt is placed. Water is added to a height of about 40.6 cm above the salt level. Water and salt are mixed until a certain degree of saturation is obtained. The concentration of brine extracted from the saturator is approximately 23 80.

On épuise la résine cationique et on la régénère ensuite avec la saumure saturée. On injecte l'agent de régénération à un niveau situé sensiblement à 15,2 cm au-dessus du lit au moyen d'un distributeur intermédiaire (voir figure 1). The cationic resin is exhausted and then regenerated with saturated brine. The regenerating agent is injected at a level situated approximately 15.2 cm above the bed by means of an intermediate distributor (see FIG. 1).

Le débit pour la régénération est de 320 ml/min (0,2 1/dom2). On recueille le liquide de régénération résiduaire sous forme d'échantillons de 640 ml et jusqu'à 13,5 échantillons pour analyse. On utilise au total 8,64 1 de saumure, ce qui équivaut à 0,252 g/cm3 (capacité résultante 0,126 g/cm3). The flow rate for regeneration is 320 ml / min (0.2 1 / dom2). The residual regeneration liquid is collected in the form of 640 ml samples and up to 13.5 samples for analysis. A total of 8.64 1 of brine is used, which is equivalent to 0.252 g / cm3 (resulting capacity 0.126 g / cm3).

Le rinçage qui suit est effectué à un débit de 320 ml/min (0,2 1/dm2) et on recueille également le liquide de rinçage sous forme d'échantillons de 640 ml à raison de 21,5 échantillons que l'on analyse également. On poursuit le rinçaqe pendant 25 minutes supplémentaires à un débit de 640 ml/min (0,4 1/dm2).The rinsing which follows is carried out at a flow rate of 320 ml / min (0.2 1 / dm2) and the rinsing liquid is also collected in the form of 640 ml samples at the rate of 21.5 samples which are analyzed also. The rinsing is continued for an additional 25 minutes at a flow rate of 640 ml / min (0.4 1 / dm2).

On met ensuite la colonne en service et l'épuise. The column is then put into service and exhausted.

Lors des régénérations ultérieures, on ramène dans la cuve à saumure la moitié du sel en poids des échantillons recueillis (N 20 à N 29) (voir tableau I pour les résultats de l'essai
N 3 : régénération typique). On ajoute du sel et de l'eau pour que les spécifications de la cuve à saumure correspondent à celles susmentionnées. On répète le mode opératoire ci-dessus.
During subsequent regenerations, half of the salt by weight of the samples collected (N 20 to N 29) is returned to the brine tank (see table I for the results of the test
N 3: typical regeneration). Salt and water are added so that the specifications of the brine tank correspond to those mentioned above. The above procedure is repeated.

On recueille également un échantillon de la saumure pendant la régénération. On effectue au total huit essais dans ces conditions. Voir tableau II pour les capacités, fuites, etc.A brine sample is also collected during regeneration. A total of eight tests are carried out under these conditions. See table II for capacities, leaks, etc.

La capacité d'échange est indiquée en grammes par décimètres cubes. The exchange capacity is indicated in grams per cubic decimetres.

TABLEAU I
de NaCl et % de dureté des échantillons - essai N 3
Echantillon N % de NaCl % de dureté
1 0,02
8 0,78 1,31
9 3,12 3,14
10 5,85 * 5,26
11 8,58 7,49
12 11,7 9,31
13 14,04 11,34
14 16,9 12,15
15 18,7 11, 95
16 20,54 11,34
18 23,14 9,31
20 23,92 7,29
22 24,44 5,87
24 24,96 4,86
28 7,54 0,95
30 1,30 0,07
Saumure 25,22 TABLEAU II - Capacité
Perte de dureté Capacité ssai N Total, litres Max.(ppm) Moyenne Dureté de départ Dureté de la saumure (g/dm3 1 2634 6,0 3,7 246 ppm 0,035 % 2 2650 2,0 1,0 238 ppm 1,033 % 3 2748 3,0 1,1 244 ppm 1,378 % 4 2559 3,0 3,0 242 ppm 1,884 % 5 2613 1,0 0,5 231 ppm 2,046 % 6 2642 2,0 1,0 220 ppm 2,208 % 7 4232 2,0 1,3 145 ppm 2,574 % 8 5409 1,0 1,0 138 ppm 2,552 %
Moyenne = 63,17
Le dosage de gros sel est de 0,252 kg/dm3 de résine.Le degré résultant de régénération est de 0,126 kg de
NaCl par dm3 pour une efficacité de régénération de 0,126 = 1,994 g pour 6,48 g de dureté enlevée, ce qui équi63,17 vaut à environ 170 Dó de la valeur théorique. Pour de l'eau du robinet présentant une dureté totale de 235 ppm (en tant que CaCO3), la solution de saumure atteint une valeur d'équilibre, après huit régénérations, de 2,6 Ó de la dureté totale basée sur la saumure saturée. Ceci n'affecte-pas la perte totale de dureté de 3 ppm, ni sensiblement la capacité d'échange.
TABLE I
of NaCl and% hardness of the samples - test N 3
Sample N% NaCl% hardness
1 0.02
8 0.78 1.31
9 3.12 3.14
10 5.85 * 5.26
11 8.58 7.49
12 11.7 9.31
13 14.04 11.34
14 16.9 12.15
15 18.7 11.95
16 20.54 11.34
18 23.14 9.31
20 23.92 7.29
22 24.44 5.87
24 24.96 4.86
28 7.54 0.95
30 1.30 0.07
Brine 25.22 TABLE II - Capacity
Hardness loss Test capacity N Total, Max liters (ppm) Average Starting hardness Brine hardness (g / dm3 1 2634 6.0 3.7 246 ppm 0.035% 2 2650 2.0 1.0 238 ppm 1.033% 3 2748 3.0 1.1 244 ppm 1.378% 4 2559 3.0 3.0 242 ppm 1.884% 5 2613 1.0 0.5 231 ppm 2.046% 6 2642 2.0 1.0 220 ppm 2.208% 7 4232 2.0 1.3 145 ppm 2.574% 8 5409 1.0 1.0 138 ppm 2.552%
Average = 63.17
The coarse salt dosage is 0.252 kg / dm3 of resin. The resulting degree of regeneration is 0.126 kg of
NaCl per dm3 for a regeneration efficiency of 0.126 = 1.994 g for 6.48 g of hardness removed, which equi63.17 is worth approximately 170 Dó of the theoretical value. For tap water with a total hardness of 235 ppm (as CaCO3), the brine solution reaches an equilibrium value, after eight regenerations, of 2.6 Ó of the total hardness based on saturated brine . This does not affect the total loss of hardness of 3 ppm, nor significantly the exchange capacity.

Normalement, à une dose de 0,096 kg de NaCl par dm3 de résine (art antérieur), la capacité de fonctionnement ne serait que de 43,78 g/dm3, mais le procédé de la présente invention à une dose de 0,096 kg de NaCl par dm3 élimine environ 61,8 g par dm3 (environ 130 de l'efficacité théorique du sel), rendement pour lequel les procédés antérieurs auraient nécessité environ 0,192 kg de NaBl par dm3. Ainsi, la présente invention permet aux utilisateurs de résines échangeuses d'ions de récupérer au moins la moitié du sel utilisé pour la régénération de la saumure, au moyen dun appareil simple qui peut être fourni sous forme de pièces détachées de manière à l'adapter aux installations existantes pour assurer une meilleure régénération. Aucun récipient supplémentaire n'est nécessaire en plus de la cuve à saumure coopérant avec la colonne de résine. Le recyclage de la saumure est simple, comme on vient de le décrire. Normally, at a dose of 0.096 kg of NaCl per dm3 of resin (prior art), the operating capacity would only be 43.78 g / dm3, but the process of the present invention at a dose of 0.096 kg of NaCl per dm3 removes approximately 61.8 g per dm3 (approximately 130 of the theoretical efficiency of the salt), a yield for which the previous methods would have required approximately 0.192 kg of NaB1 per dm3. Thus, the present invention allows users of ion exchange resins to recover at least half of the salt used for the regeneration of brine, by means of a simple apparatus which can be supplied in the form of spare parts so as to adapt it to existing installations to ensure better regeneration. No additional container is required in addition to the brine tank cooperating with the resin column. Recycling brine is simple, as just described.

Bien qu'on ait décrit l'invention dans son application à une résine échangeuse de cations, elle est également applicable à des résines échangeuses d'anions, que ce soit sur le cycle chlorure ou le cycle combiné chlorure et hydroxyde. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.  Although the invention has been described in its application to a cation exchange resin, it is also applicable to anion exchange resins, whether on the chloride cycle or the combined chloride and hydroxide cycle. It goes without saying that numerous modifications can be made to the method and to the apparatus described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération de résines échangeuses d'ions en présence de saumure, dans lequel on fait passer la saumure d'un poste de concentration à travers un lit d'une résine échangeuse d'ions destinée à être régénérée, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une région de saturation de sel au poste de concentration, à jeter la partie initiale de l'effluent du fluide de régénération déchargé de ce lit et à ramener au poste de concentration la quantité de l'effluent du fluide de régénération ultérieurement déchargé du lit pour la reconcentrer. 1. Method for regenerating ion exchange resins in the presence of brine, in which the brine is passed from a concentration station through a bed of an ion exchange resin intended to be regenerated, method characterized in that that it consists in using a region of saturation of salt at the concentration station, in throwing away the initial part of the effluent of the regeneration fluid discharged from this bed and in bringing back to the concentration station the amount of the effluent of the regeneration later discharged from the bed to reconcentrate it. 2. Procédé selon la revendication .1, caractérisé en ce qu'une masse de liquide est contiguë au lit de résine échangeuse d'ions, ledit procédé -consistant, en vue de faire passer la saumure à travers la résine, -à injecter la saumure dans cette masse de liquide à un endroit intermédiaire situé à proximité de l'interface résine/liquide. 2. Method according to claim .1, characterized in that a mass of liquid is contiguous to the bed of ion exchange resin, said process -consistent, with a view to passing the brine through the resin, -to inject the brine in this mass of liquid at an intermediate location near the resin / liquid interface. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à jeter dans cette partie initiale de l'effluent du fluide de régénération au maximum la moitié environ du sel de la saumure appliquée au lit de résine. 3. Method according to claim 1, characterized in that it consists in throwing into this initial part of the effluent of the regeneration fluid at most about half of the salt of the brine applied to the resin bed. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à jeter dans cette première partie de l'effluent du fluide de régénération au moins les trois quarts environ de la dureté totale enlevée du lit de résine pendant cette régénération. 4. Method according to claim 1, characterized in that it consists in throwing into this first part of the effluent of the regeneration fluid at least about three quarters of the total hardness removed from the resin bed during this regeneration. 5. Appareillage sous forme de pièces détachées utilisable avec une colonne de résine échangeuse d'ions pour faciliter sa régénération par une saumure à l'aide d'une cuve de concentration de saumure, appareillage caractérisé en ce qu'il comprend un lit de sel de saturation dans la cuve de concentration de la saumure, un dispositif destiné à permettre et à empêcher la circulation de la saumure fraîche de la cuve dans la colonne et en variante, l'écoulement de la saumure usée de la colonne dans la cuve et un dispositif destiné à régler le niveau de la saumure dans la cuve 5. Apparatus in the form of spare parts usable with a column of ion exchange resin to facilitate its regeneration by brine using a brine concentration tank, apparatus characterized in that it comprises a bed of salt saturation in the brine concentration tank, a device intended to allow and prevent the circulation of fresh brine from the tank in the column and, as a variant, the flow of the used brine from the column into the tank and a device for adjusting the level of brine in the tank 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve de concentration de la saumure à utiliser comme seule cuve renfermant de la saumure pendant l'étape de régénération et un distributeur de saumure situé à un niveau intermédiaire qui est destiné à être installé dans la colonne. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that it comprises a brine concentration tank to be used as the only tank containing brine during the regeneration step and a brine distributor located at an intermediate level which is intended to be installed in the column. 7. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier dispositif comprend un dispositif de circulation destiné à transférer la saumure de la cuve dans la colonne pour régénérer la résine.  7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the first device comprises a circulation device intended to transfer the brine from the tank into the column to regenerate the resin.
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Citations (4)

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FR488020A (en) * 1917-12-17 1918-08-13 George Henry Uecke Process for water softening
GB437863A (en) * 1935-02-18 1935-11-06 Harry Markham Marsh Improvements in water softening apparatus
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