Brevet FR2011920A1 — publié le 19700313

i 2011920 La présente invention concerne un produit réduisant la formation de limon, à utiliser pour empêcher l'adhérence dudit limon engendré par des matières organiques microbiennes etc., dans les eaux industrielles, plus particulièrement dans l'eau de refroi-5 dissement des échangeurs de chaleur employés dans diverses installations . La raréfaction de l'alimentation en eau industrielle au cours de ces dernières années a conduit à la mise en service de systèmes de circulation de l'eau de refroidisse- ! 10 ment des échangeurs de chaleur etc., non seulement dans le domaine de l'industrie chimique, mais aussi dans diverses installations tandis que, par ailleurs, la qualité de l'eau utilisés pour cette eau de refroidissement etc., a tendance à baisser à mesure que la contamination des eaux de rivière s'aggrave. xi est connu que l'utilisation d'une telle eau de refroidissement contaminée pour des systèmes de circulation peut provoquer la formation d'un produit adhésif constitué principalement par des microbes, dénommé limon, sur les surfaces intérieures d'un échangeur de chaleur etc.., et - dans des cas extrêmes - le colma-20 tage dudit échangeur de chaleur lui-même de sorte que la conducti-vité thermique dudit échangeur de chaleur peut diminuer et constituer ainsi une sérieuse entrave à la marche liée audit système de circulation d'eau de refroidissement, de certaines usines, provoquant ainsi une baisse du rendement de la production. De plus, l'a-^5 dhérencë dudit limon sur la surfaee d'un échangeur de chaleur provoque la formation d'une pile locale due à la différence des concentrations en oxygène même èn présence d'une quantité suffisante d'un inhibiteur de corrosion, provoquant ainsi une corrosion par piqûres. Si c'est le cas, il est absolument nécessaire d'empêcher l'adhérence 30 même d'une faible quantité de limon en vue de maintenir la conduc-tivité thermique de l'échangeur de chaleur et d'empêcher la corrosion de celui-ci. Cependant, la survenance de telles difficultés attribua-bles audit limon a été en fait, fréquente Jusqu'ici, non seulement dans lesdits systèmes de circulation d'eau de refroidissement, mais 35 aussi dans de nombreuses autres installations venant en contact avec de l'eau. 69 19171 2 2011920 Compte tenu du fait que ces difficultés provoquées par le limon sont attribuables au floculat de microbes formés dans l'eau et collé à la surface du métal, l'emploi de microbicides était jusqu'à présent en vogue pour réduire la formation dudit 5 limon. Autrement dit, pour réduire la formation d'un floculat microbien la formation de limon a jusqu'ici été limitée grâce aux propriétés germicides cfe ces microbicides. Cependant, un microbi-cide classique réduisant effectivement la formation de limon est en général en même temps-toxique et - de plus - il est nécessaire 10 de le maintenir à une concentration déterminée pour réduire efficacement la formation de limon. Mais, à ce propos, la réduction de la formation de limon par les germicides a été ordinairement effectuée en déversant lesdits microbicides périodiquement dans l'eau, pour réduire son prix. Cependant, il était inévitable 15 dans ces conditions que ce procédé de la technique antérieure permette la formation de limon due à la prolifération de microbes dans l'eau à cause de la réduction de concentration en microbici-de entre chaque introduction de celui-ci. La Demanderesse, partant du point de vue qu'un autre 20 traitement efficace est nécessaire pour éliminer complètement les difficultés provoquées par le limon et qu'un procédé très efficace pour cela consiste à trouver un moyen de détruire l'adhérence du floculat microbien grâce à un agent chimique quelconque, a procédé à une série de recherches et mis au point la présente 25 invention. L'invention concerne un agent chimique à utiliser pour remédier aux difficultés susceptibles d'être provoquées par l'adhérence d'un limon constitué principalement par des microbes dans le cas d'une installation où intervient un contact avec l'eau de re-30 froidissement ou d'autres eaux industrielles, ledit agent chimique contenant, comme constituants efficaces, un agent de chélation et un agent tensio-actif cationique et réduisant très fortement la formation de limon plus que ne peuvent le faire les produits classiques prévus pour cet usage. 35 II existe à la surface des microbes, ou d'un floculat constitué par une aggrégation de microbes, une substance collante ayant la propriété d'adhérer sur les surfaces des corps siides BAD ORIGINAL 69 19171 3 2011920 et cette substance constitue la vraie cause des difficultés occasionnées par le limon. Il est alors évident que la formation de limon sera empêchée sans avoir besoin d'exterminer ces microorganismes eux-mêmes seulement si ladite substance collante à la surface des microbes est modifiée ou éliminée par un traitement 5 par un produit chimique quelconque de façon à détruire ainsi cette adhérence. En ce qui concerne les produits chimiques satisfaisant à la condition ci-dessus, un mélange comprenant un agent de chéla-tion et un agent tensio-actif cationique réduit très fortement 10 la formation de limon. L'effet de limitation de la formation de limon par ledit mélange s'est avéré très supérieur, grâce à ïeffet synergique, aux effets correspondants dus aux produits isolés qui constituent ledit mélange. Selon la présente invention, l'emploi dudit mélange pré-15 paré à une faible concentration d'environ 5 à 10$ en agent de ché-lation et d'environ 5 à. 10$ en agent tensio-actif par rapport au floculat de microbes dans l'eau suffit à mettre en évidence une limitation très forte de la formation de limon. A noter que cette concentration est en fait inférieure à la concentration qui serait 20 nécessaire pour réduire manifestement le nombre de microbes dans l'eau et, en maintenant la concentration du mélange à ce taux, on réduit la formation de limon. L'agent tensio-actif cationique a été jusqu'ici également utilisé comme agent réduisant la formation de limon du fait de ses 25 propriétés germicides liées à son action stérilisante énergique., mais la concentration dudit agent tensio-actif cationique utilisé dans la présente invention est si inférieure à la concentration nécessaire pour l'extermination des microbes dans 18eau qu'il n'est-guère efficace pour tuer les microbes. De plus, il va sans dire qus 30 ledit agent ds ehêlation, quel ou!il soit, ne peut avoir une action microbieide à la concentration utilisée dans la présente-invention. Comme on le voit clairement d'après ee qui précède^ la réduction de la formation de limon provoquée par le mélange selon la présente invention est attribuable à 1'action dudit mélange qui agit par ex-35 traction de substances collantes telles que les polysaccharides, les protéines etc .des surfaces desdits micro-organismes de façon à supprimer ainsi leur adhér-enee, mais non au pouvoir microbicide du mélange » BAD ORIGINAL 69 1917 1920 En ce qui concerne ledit agent de chélation, on peut employer des substances telles que l'éthylène-diamine tétraacétate, le 1,2-cyclohexanediamine tétraacétate, le diéthylène-triamine pentaacétate, l'éthylène-diamine-NjN'-diacétate, le N,N'-dipropio-5 nate et le nitrilotriacétate, la triéthylènetétramine etc., sont applicables, mais un agent de chélatlon ayant une activité forte et constante du point de vue chélation peut avoir une action particulièrement marquée en ce qui concerne la réduction de la formation de limon. 10 En ce qui concerne ledit agent tensio-actif cationique, des agents tensio-actifs cationiques à base d'ammonium quaternaire, tels que le chlorure ou bromure de lauryldiméthylbenzylammonium, le chlorure ou bromure de tétradécylméthylbenzylammonium, le chlorure ou bromure de cëtyldiméthylbenzylamffionlum, le chlorure ou bro-15 mure de lauryltriméthylammonium et le chlorure ou bromure de cétyl-triméthylammonium et les agents tensio-actifs cationiques à base de pyridinium tels que le chlorure ou bromure de laurylpyridinium et le chlorure ou bromure de cétylpyridinium sont utilisables. De plus, lesdits agents de chélatlon ettensio-actifs 20 cationiques peuvent être utilisés non seulement individuellement, mais aussi sous forme d'un mélange de deux oa*f> lus leurs composés. Les agents chimiques selon la présente invention ont une action énergique et excellente pour la réduction de la formation de limon, qui est de beaucoup supérieure à celle des produits 25 chimiques classiques^ comme en témoigne l'exemple ci-après. A ce propos-, il convient de noter qv.e l'exemple ci-après est seulement vxio démonstration de l'action d'un agent limitant la formation cis limon selon la présent® invention, mais la portée des revendications de la présente invention n'est pas limitée à cet exemple. 30 .EXEMPLE On a procédé à des expériences sur un modèle réduit do systèmes de circulation cl®eau de refroidissement -ayant les caractéristiques ci-après ; quantité d'eau contenue 1,3 tonne 35 snvïntitë d'eau reeye-lée 1 tonne à l'heure débit de l'eau d'appoint J0 1/h température de l'agent de transfert de la oiïàieur 40cC BAD ORIGINAL 69 19171 5 2011920 température de l'eau Introduite dans l'échangeur de chaleur 20 à 22°C température de l'eau sortant de l'échangeur de chaleur 31 à 32°C 5 vitesse de circulation dans l'échangeur de chaleur 0,3 cm/s 2 aire totale de transmission de la chaleur 1#05 m Dans le but d'exécuter les expériences concernant le système de refroidissement de l'eau ci-dessus dans un court espace de temps, une boue fraîchement activée provenant des eaux d'égout 10 était mise en suspension dans l'eau sous forme de floculat microbien. Cette suspension dans l'eau était ensuite utilisée comme eau d'appoint et la proportion de matière en suspension dans l'eau de circulation était ajustée à 200 parties par million. En ajoutant respectivement de l'éthylène-diamine tétraacétate sodique (EDTA) ou 15 de la triéthylènetétramine (TTA) comme agent de chélation, du chlorure de lauryldiméthylbenzylammonium comme agent tensio-actif cationique et un mélange de ces produits à l'eau de circulation ainsi ajustée, le système de refroidissement de l'eau était mis en action à chaque fois pendant 7 jours. Ensuite, le limon était 20 recueilli par lavage sur une partie prédéterminée de 1'échangeur de chaleur. Chaque groupe correspondant de limon ainsi recueilli était pesé après séchage et comparé à la quantité de limon adhérente dans le cas d'une eau de recyclage ne contenant pas de produit réduisant la formation de limon qui servait de base de compa-25 raison dans ces expériences. Les résultats de l'étude des divers effets de réduction de la formation de limon, exprimés en pourcentages, par rapport à ladite quantité de limon utilisée comme base de comparaison (dénommée ci-après "rapport d'adhérence") sont indiqués dans le tableau 1 annexé . J0 Dans ces expériences, il n'y avait apparemment aucun dépôt de limon et on observait une réduction de la formation de limon quand le rapport d'adhérence était voisin de 30#. A la lumière des observations ci-dessus, il est évident que dans un cas où un agent de chélation et un agent tensio-actif 35 cationique sont utilisés isolément, l'un de ces agents peut exercer une certaine action de réduction de la formation de limon sur le floculat microbien dans l'eau à une concentration d'environ 10$, I i BAD ORIGINAL 69 19171 6 2011920 mais dans le cas d'un mélange contenant 5 à 10# d'agent de chélation et 5 à 10# d'agent tensio-actif cationique, la limitation de formation de limon observée ainsi est de beaucoup supérieure à celle observée dans le cas où l'un desdits agents est utilisé isolément et, en particulier dans le cas d'un mélange contenant 5 5 à 10# d'agent de chélation et 5# d'un agent tensio-actif cationique, la réduction de la formation de limon par ce mélange s'est avérée très considérable. A ce point de vue, il est à noter que dans le cas où en ajoute à l'eau ledit mélange, comme dans le présent exemple, on n'observe aucun indice de diminution du nombre 10 de microbes vivant dans l'eau. De plus, une série d'analyses chimiques du limon formé à 1'intérieur de 1'échangeur de chaleur du présent exemple conduit à l'observation quq chaque limon est de la même qualité que, la boue activée utilisée dans la présente invention. A-titre d'exemple* la 15 composition chimique du limon formée dans un cas où l'on utilise 10 parties par million d'un agent de chélation et 10 parties par million d'un agent tensio-actif cationique pour les présentes expériences est indiquée dans le tableau 2 annexé en se reportant au limon utilisé pour la comparaison. 69 19171 7 2011920 REVENDICATIONS 1 - Agent réduisant la formation de limon caractérisé en ce qu'il contient comme composants actifs un agent de chélation et un agent tensio-actif cationique. 2 - Agent réduisant la formation de limon selon la re-5 vendication 1, caractérisé en ce que ledit agent tensio-actif est constitué par au moins un produit choisi parmi les agents tensio-actif s cationiques du type à base d'ammonium quaternaire, 3 - Agent réduisant la formation de limon selon l'une des revendications, 1 et 2, caractérisé en ce que ledit agent de 10 chélation est l'éthylène-diamine tétraacétate. 4 - Agent réduisant la formation de limon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration dudit agent de chélation est d'environ 5 à 10# enjoids par rapport au floculat microbien dans l'eau. 15 5 - Agent réduisant la formation de limon selon la re vendication 3, caractérisé en ce que la concentration dudit agent de chélation est d'environ 10# en poids par rapport au floculat microbien dans l'eau. 6 - Agent réduisant la formation de limon selon l'une 20 des revendications 1, 2 et 4 caractérisé en ce que la concentration dudit agent tensio-actif est d'environ 5 à 10# en poids par rapport au floculat micrcbien dans l'eau. 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