FR2714902A1 - Desorption of carbon di:oxide from mineralised water - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de désorbtion sous forme gazeuse de l'acide carbonique contenu dans les eaux minéralisées par effet tourbillonnaire ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention relates to a process for the desorption in the gaseous form of the carbonic acid contained in mineralized waters by swirling effect, as well as an apparatus for carrying out this process.
Parmi les divers traitements de l'eau visant à désorber ou à neutraliser l'acide carbonique qu'elle contient on connaît déjà différents procédés qui sont soit des dispositifs de dégazage de l'acide carbonique par échange à l'interface gaz-liquide en utilisant comme gaz de l'air atmosphérique, soit des dispositifs de neutralisation chimique (par la chaux, par contact sur des matériaux carbonatés). Les dispositifs de dégazage exigent une mise à l'atmosphère de l'eau à traiter et ne peuvent pas descendre le taux d'acide carbonique de l'eau en dessous de la concentration en équilibre avec la PCO2 atmosphérique. Les dispositifs de neutralisation chimique libèrent des sels dans l'eau à traiter ce qui est souvent gênant pour l'utilisation de l'eau traitée. De plus ces dispositifs nécessitent des ouvrages importants, une maintenance continue et pour les seconds une consommation importante de réactifs. Among the various water treatments aimed at desorbing or neutralizing the carbonic acid which it contains, various processes are already known which are either degassing devices for carbonic acid by exchange at the gas-liquid interface using as atmospheric air gas, ie chemical neutralization devices (by lime, by contact on carbonate materials). The degassing devices require venting of the water to be treated and cannot lower the carbonic acid level of the water below the concentration in equilibrium with atmospheric PCO2. The chemical neutralization devices release salts into the water to be treated, which is often inconvenient for the use of the treated water. In addition, these devices require major works, continuous maintenance and for the latter a significant consumption of reagents.
La présente invention procure un procédé de désorbtion sous forme gazeuse de l'acide carbonique contenu dans l'eau à traiter dans des conditions particulièrement économiques, sans mise à l'atmosphère de l'eau à traiter, indépendamment de la pression statique initiale de l'eau à traiter, de sa température et sans consommation de réactifs chimiques. The present invention provides a process for the desorption in gaseous form of the carbonic acid contained in the water to be treated under particularly economical conditions, without venting the water to be treated, independently of the initial static pressure of the water. water to be treated, its temperature and without the consumption of chemical reagents.
A cet effet le procédé objet de la présente demande est caractérisé en ce que l'eau que l'on souhaite traiter est mise en mouvement tourbillonnaire rapide de façon à créer au centre du dit tourbillon une zone de pression absolue inférieure à la pression partielle du gaz carbonique à la température de l'eau à traiter afin de désorber l'acide carbonique sous forme de gaz carbonique dans la dite zone de faible pression. To this end, the process which is the subject of the present application is characterized in that the water which it is desired to treat is put into rapid vortex movement so as to create in the center of said vortex an area of absolute pressure lower than the partial pressure of the carbon dioxide at the temperature of the water to be treated in order to desorb the carbonic acid in the form of carbon dioxide in the said low pressure zone.
Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il est défini par l'équation de dimensionnement suivante
[(P-Pz)/looo] = [(V2/2) x ((D2/C2)-l)] avec
P = pression absolue de l'eau à traiter à l'entrée du tourbillon (en bars X exposant 5).The process which is the subject of the invention is characterized in that it is defined by the following dimensioning equation
[(P-Pz) / looo] = [(V2 / 2) x ((D2 / C2) -l)] with
P = absolute pressure of the water to be treated at the entry of the vortex (in bars X exponent 5).
Pz = pression absolue maximale de l'eau à traiter en un point situé à 1/2 C de l'axe du tourbillon (en bars X exposant 5) avec PZ < [HF + PH2O] les termes PZ et [HF + PH2O] étant exprimés dans une même unité de pression. Les termes H, F et
PH2O ont pour signification
H = constante de Henry pour le C02 à la température de 1 'eau
F = concentration en CO2 solubilisé dans l'eau à
traiter.Pz = maximum absolute pressure of the water to be treated at a point 1/2 C from the axis of the vortex (in bars X exponent 5) with PZ <[HF + PH2O] the terms PZ and [HF + PH2O] being expressed in the same unit of pressure. The terms H, F and
PH2O have the meaning
H = Henry's constant for C02 at water temperature
F = concentration of CO2 dissolved in water at
treat.
PH20 = tension de vapeur de l'eau saturante à la
température de l'eau à traiter.PH20 = vapor pressure of saturated water at
temperature of the water to be treated.
[HF + PH2 O] est sensiblement équivalent à la valeur de la pression atmosphérique pour les eaux potables de distribution publique.[HF + PH2 O] is roughly equivalent to the value of atmospheric pressure for drinking water for public distribution.
V = vitesse d'entrée tangentielle de l'eau à traiter dans le tourbillon en un point tangent au diamètre D (en m/s).V = tangential speed of entry of the water to be treated into the vortex at a point tangent to the diameter D (in m / s).
D = diamètre extérieur du tourbillon (en mm).D = outer diameter of the tourbillon (in mm).
C = diamètre extérieur de la zone de pression maximum égale à Pz en un point distant de 1/2 C de l'axe du tourbillon.C = outside diameter of the maximum pressure zone equal to Pz at a point 1/2 C from the axis of the vortex.
Le procédé de traitement de l'eau suivant l'invention peut être mis en oeuvre de façon particulièrement intéressante à l'aide d'un dispositif composé d'une enceinte dans laquelle l'eau que l'on souhaite traiter est mise en mouvement de façon à constituer un tourbillon. The process for treating water according to the invention can be implemented in a particularly advantageous manner using a device composed of an enclosure in which the water which it is desired to treat is set in motion. so as to constitute a whirlwind.
Un tel dispositif représenté sur les figures 1 et 2 constitue une enceinte à tourbillon. Such a device shown in Figures 1 and 2 constitutes a vortex enclosure.
Ce dispositif comprend ainsi une cuve cylindrique (1) d'axe longitudinal YY' de préférence vertical. La cuve cylindrique (1) est fermée à sa partie supérieure, par un couvercle (2) qui est fixé sur une bride circulaire (3) de la cuve (1) par des boulons (4) avec interposition de moyens d'étanchéité. Le couvercle (2) est traversé par un tube cylindrique (5) qui est soudé sur celui-ci et qui s'étend à l'intérieur de la cuve (1) pour se terminer par une partie tronconique (6) évasée vers le bas, suivie d'une partie cylindrique (7) de plus faible diamètre que le diamètre interne de la cuve (1), de façon à former entre elles un passage annulaire (8) apte à permettre le passage d'un tourbillon. La partie supérieure du tube (5), externe de la cuve (1) est raccordée à une conduite de sortie de l'eau (9). La partie supérieure de la cuve (1) reçoit une conduite d'injection (10) (de l'eau à traiter) qui est fixée sur celle-ci par exemple par soudage et dont le passage interne débouche dans la cuve (1). This device thus comprises a cylindrical tank (1) with a longitudinal axis YY ', preferably vertical. The cylindrical tank (1) is closed at its upper part, by a cover (2) which is fixed to a circular flange (3) of the tank (1) by bolts (4) with interposition of sealing means. The cover (2) is crossed by a cylindrical tube (5) which is welded thereto and which extends inside the tank (1) to end in a frustoconical part (6) flared downwards , followed by a cylindrical part (7) of smaller diameter than the internal diameter of the tank (1), so as to form between them an annular passage (8) capable of allowing the passage of a vortex. The upper part of the tube (5), external of the tank (1) is connected to a water outlet pipe (9). The upper part of the tank (1) receives an injection pipe (10) (of the water to be treated) which is fixed thereon for example by welding and the internal passage of which opens into the tank (1).
L'axe XX' de cette conduite d'injection (10) est disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal YY' de la cuve et tangentiellement par rapport à la surface interne de celle-ci. La partie externe de cette conduite possède les moyens de connexion permettant de la relier à une source d'alimentation en eau à traiter. La partie inférieure de la cuve (1) comporte une bride annulaire (11) sur laquelle est fixée au moyen de boulons (12) un couvercle plat (13) avec interposition de moyens d'étanchéité. Le présent mode de mise en oeuvre non limitatif de l'invention permet de créer dans la cuve (1) un phénomène de tourbillon. En effet lorsque l'eau arrive sous pression, par la conduite d'injection (10), l'orientation tangentielle de cette dernière permet de faire subir à l'eau qui est admise dans la cuve (1) un mouvement tournant qui, si la vitesse d'injection de l'eau est suffisante permet l'établissement d'un tourbillon qui se concentre à sa base, subit une déflexion sur le couvercle (13) et forme une colonne axiale montante de faible pression absolue, dirigée à contre courant , et qui s'engage à l'intérieur de la partie tronconique (6) pour être expulsée par le tube de sortie (5) à l'extérieur de la cuve (1).The axis XX 'of this injection pipe (10) is arranged transversely with respect to the longitudinal axis YY' of the tank and tangentially with respect to the internal surface of the latter. The external part of this pipe has the connection means making it possible to connect it to a source of water supply to be treated. The lower part of the tank (1) has an annular flange (11) on which is fixed by means of bolts (12) a flat cover (13) with interposition of sealing means. The present nonlimiting embodiment of the invention makes it possible to create a vortex phenomenon in the tank (1). In fact when the water arrives under pressure, via the injection pipe (10), the tangential orientation of the latter makes it possible to subject the water which is admitted into the tank (1) to a rotating movement which, if the water injection speed is sufficient allows the establishment of a vortex which is concentrated at its base, undergoes a deflection on the cover (13) and forms an ascending axial column of low absolute pressure, directed against the current , and which engages inside the frustoconical part (6) to be expelled by the outlet tube (5) outside the tank (1).
L'application de l'équation de dimensionnement et de fonctionnement du procédé objet de l'invention au dispositif ci-dessus décrit implique que suivant équation ci-dessus définie
P = pression absolue de l'eau à traiter au débouché de la conduite (10) dans la cuve (1).The application of the dimensioning and operating equation of the method which is the subject of the invention to the device described above implies that according to the above defined equation
P = absolute pressure of the water to be treated at the outlet of the pipe (10) in the tank (1).
V = vitesse d'injection de l'eau à traiter dans la cuve (1) en sortie de la conduite (10) (sortie intérieure éliptique).V = speed of injection of the water to be treated into the tank (1) at the outlet of the pipe (10) (interior elliptical outlet).
D = diamètre intérieur de la cuve (1).D = inner diameter of the tank (1).
C < diamètre intérieur de la partie cylindrique (7).C <internal diameter of the cylindrical part (7).
C 2 diamètre intérieur du tube (5).C 2 inside diameter of the tube (5).
L'eau ainsi extraite par le tube (5) est chargée de gaz carbonique facilement extrayable par un système de dégazage traditionnel qui peut être constitué soit d'une cuve de tranquilisation équipée d'un dégazeur, soit d'un réservoir à pression atmosphérique équipé de ventilation. The water thus extracted by the tube (5) is charged with carbon dioxide easily extractable by a traditional degassing system which can consist either of a tranquilization tank equipped with a degasser, or of an atmospheric pressure tank equipped ventilation.
L'expérience du demandeur a en effet démontré que l'acide carbonique ainsi désorbé sous forme de gaz carbonique ne se reconstituait que très lentement dans l'eau traitée. The experience of the applicant has indeed shown that the carbonic acid thus desorbed in the form of carbon dioxide only reconstitutes very slowly in the treated water.
Afin d'améliorer le rendement des dispositifs de mise en oeuvre du procédé il est possible d'injecter de l'air dans l'eau à traiter. Cette injection étant réalisée par tout moyen approprié en amont du tourbillon ou dans celui-ci et dans ce cas en amont de la zone de basse pression. In order to improve the performance of the devices for implementing the process, it is possible to inject air into the water to be treated. This injection is carried out by any suitable means upstream of the vortex or in it and in this case upstream of the low pressure zone.
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9400122A FR2714902B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | Process and device for the desorption in gaseous form of carbonic acid contained in mineralized waters, by swirling effect. |
FR9408293A FR2714851B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-07-05 | Process for treating aqueous solutions by desorbing all or part of the dissolved gases which they contain. |
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Publication Number | Publication Date |
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FR2714902A1 true FR2714902A1 (en) | 1995-07-13 |
FR2714902B1 FR2714902B1 (en) | 1996-03-29 |
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ID=9458839
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FR9400122A Expired - Lifetime FR2714902B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | Process and device for the desorption in gaseous form of carbonic acid contained in mineralized waters, by swirling effect. |
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FR (1) | FR2714902B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588891C1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method of determining thermal state of internal combustion engine with liquid cooling and device therefor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2062381A1 (en) * | 1970-12-18 | 1972-06-29 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Gas separator, in particular for the cooling circuit of internal combustion engines |
FR2317489A1 (en) * | 1975-07-11 | 1977-02-04 | Citroen Sa | Degasification of water of car engine cooling system - using swirl chamber with tangential inlet and outlet in secondary circuit to extract gas bubbles |
GB2087256A (en) * | 1980-11-13 | 1982-05-26 | Fmc Corp | A device for deoxygenating water |
EP0452181A1 (en) * | 1990-03-28 | 1991-10-16 | HISPANO-SUIZA Société anonyme dite: | Oil deaerator |
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1994
- 1994-01-07 FR FR9400122A patent/FR2714902B1/en not_active Expired - Lifetime
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