Brevet FR2000715A1 — publié le 19690912

012i1 î 2000715 Lors de la régénération de lits fixes dans des échangeurs d'ions, que le fluide de régénération soit appliqué en courant parallèle ou à contre-courant par rapport au courant de liquide i d'épuisement envisagé une petite quantité résiduelle d'ions ré-5 générés est laissée à l'extrémité de sortie du lit. Ces' ions-résiduels se perdent ensuite pendant le cycle de fonctionnement principal par un effet d'action de masse ou par l'effet d1entraînement exercé par les ions échangés. L'effet d'entraînement est en relation avec les matières solides dissoutes totales du 10 courant entrant ; la perte est d1autant plus grande que la quantité totale de matières solides dissoutes dans le courant entrant est plus importante. On rencontre quatre types de perte principaux dans les lits fixes d'échange d*ions : 15 a) perte essentiellement uniforme ; h) perte non-uniforme impliquant une perte décroissante au début de l'écoulement de travail ; c)~ perte non-uniforme impliquant une perte croissante depuis le début de l'écoulement de travail ; 20 d) combinaisons des types de.perte précédents. La plupart des opérations d'échange d'ions impliquent des pertes des types (a), (b) et (d). Dans ces cas, la perte est principalement due à des ions non-régénérés à l'extrémité de sortie du lit ou à une contamination ionique laissée par 25 inadvertance pour d'autres raisons. La perte du type (c) est généralement due au peu de profondeur de lits d'échange d'ions ou à ce que l'équilibre d'échange d'ions est très défavorable# En vue d*illustrer le problème impliqué, on peut considé-30 rer un échangeur d'ions en lit fixe à travers lequel un écoulement descendant est mis en oeuvre pendant le- fonctionnement et dans lequel.la régénération est effectuée par écoulement descendant du fluide de régénération. Dans un intérêt économique, on utilise ordinairement une quantité minimale de fluide de ré-35 génération» et ceci est insuffisant pour effectuer une régénération complète, une certaine perte étant tolérée. Cette perte se produirait même avec la meilleure distribution du fluide de régénération. Mais une distribution complète de ce fluide est un idéal qui ne peut pas toujours être réalisé et par consé 69 01211 2 2000715 quent, une distribution inférieure entraîne la présence d'un plus grand nombre d'ions non-régénérés à la base du lit. Une mauvaise conception du distributeur collecteur de fluide de régénération ou un débit insuffisant de ce fluide contribuent en 5 outre à accroître la quantité d'ions non-régénérés à la base du lit. A titre d'autre exemple d'opérations classiques donnant lieu à une perte, on peut mentionner un système dans lequel, pendant que le courant en service descend à travers le lit, la 10 régénération est effectuée par écoulement ascendant du fluide de régénération à travers le lit, un tel système étant considéré comme un système à contre-courant. On obtient également dans ce cas des poch.es de résine non-régénérée, bien qu'à un degré moindre que dans l'exemple précédent suivant l'efficaci-15 té du distributeur de fluide de régénération. Toutefois, l'eau de rinçage par déplacement qui suit le fluide de régénération apporte un supplément d'ions de contamination à la base du lit, qui passent ensuite dans le courant en service. Dans les deux systèmes décrits ci-dessus et d'autres en-20 core, les ions non-régénérés se perdent ensuite pendant l'écoulement en service par effet d'action de masse ou par ïL*effet d'entraînement des ions échangés, et dans de nombreux cas, leur quantité est à peu près directement proportionnelle à la quantité totale de matières solides dissoutes dans le courant en-25 trant qui doit être traité. Conformément à la présente invention, une régénération classique est suivie d'un écoulement de recyclage du même fluide de régénération dans un état plus dilué, ou d'un fluide de régénération différent qui s'écoule à travers le lit dans la di-30 rection de l'écoulement en service avec retour à l'extrémité d'entrée du lit. l'opération sera étudiée de façon plus détaillée ci-après, mais cela revient, en fait, à déplacer de l'extrémité de sortie du lit les ions qui contribueraient à la perte, en les ramenant à l'extrémité d'entrée du lit, à tel point 35 qu'une régénération ultérieure ne se produit pas. En raison de ce transfert, les ions indésirables pendant l'écoulement, en service ont beaucoup plus de chants d'être absorbés lorsqu'ils passent dans le sens de l'écoulement en service à travers le lit et la perte est largement réduite. Il est évident que 69 01211 3 2000715 l'invention est applicable à divers systèmes différents, le principe restant essentiellement le même dans tous les cas. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en 5 regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisations conformes à l'invention. La figure 1 est un schéma de fonctionnement d'un système impliquant-un écoulement descendant du fluide de régénération 10 et un écoulement en service descendant à travers un lit d'échange d'ions. La figure 2 est un schéma de fonctionnement illustrant un système dans lequel la régénération est effectuée par écoulement ascendant tandis qu'il y a un écoulement descendant en sér-15 vice. Les figures 3 à 9 sont des graphiques qui illustrent les résultats obtenus avec différents systèmes et différentes conditions de fonctionnement. On considérera tout d'abord les aspects physiques des sys-20 tèmes conformes à l'invention, puis on se reportera à leurs aspects chimiques. La figure 1 est un schéma de principe montrant un système dans lequel l'écoulement en service descend à travers le lit ët une régénération est effectuée par écoulement descendant à 25 travers ce lit. Il y a lieu de remarquer que des unités ou éléments multiples d'ions sont souvent groupés en batteries de manière que, pendant que l'un d'eux est en cours de régénération, les autres restent en service, mais étant donné que les opérations importantes intéressent les éléments individuels, un seul 30 d'entre eux a été représenté. Aux fins de la description, on a représenté des conduites et des vannes séparées, mais il va de -soi que dans un système réel, diverses transpositions classiques de ces organes peuvent être impliquées. Le récipient 2 contient le lit de résine d'échange 35 d'ions 4 reposant sur un support perforé 6 classique (toile métallique ou autre) surmontant une chambre de distribution 8... Dans la partie supérieure du récipient 2 est disposé un distributeur 10 classique, conçu pour une distribution sensiblement uniforme du courant entrant sur le dessus du lit. 69 01211 4 2000715 Diverses conduites équipées de vannes sont reliées au distributeur 10 ; elles comprennent une conduite d'arrivée d'eau 12 servant à faire arriver l'eau de service devant être traitée ainsi que l'eau de rinçage, une. conduite de liquide de régéné-5 ration 14 et une conduite de résidu de rinçage à contre-courant 15. On a relié avec la chambre 8 la conduite d'entrée d'eau de rinçage à contre-courant 16, la conduite de sortie du liquide en service 17, la conduite de fluide de régénération usé 10 18 et la conduite de résidu de rinçage 20. Les liaisons de recyclage impliquent que la conduite 22 va de la chambre 8 à une pompe 24 qui débite par la liaison 26 dans le distributeur 10 au sommet du récipient. Pour le cycle ci-dessus, le processus de régénération im-15 plique les opérations suivantes, après interruption du cycle de marche : Un rinçage classique à contre-courant est tout d'abord effectué pour éliminer les impuretés étrangères et pour remettre le lit en état par la production d'un écoulement d'eau de rin-20 çage par l'intermédiaire de la conduite 16, l'eau montant à travers le lit à une grande vitesse pour dilater les particules de résine et pour les agiter, avec passage de l'eau de rinçage au dispositif d'évacuation par la conduite 15• Lorsque le rinçage à contre-courant est terminé, on lais-25 se le lit se sédimenter. Ensuite, le fluide de régénération est introduit en 14 en vue d'un écoulement descendant à travers le lit, avec sortie en 18. Suivant les processus d'échange d'ions impliqué, le liquide" "de régénération usé peut être ou bien envoyé au disposi-30 tif d'évacuation, ou bien recueilli en vue de quelqu'autre opération. Par exemple, si l'ion élué présente un intérêtv et doit être récupéré (par exemple l'ion chrome ou zinc) le liquide de régénération usé est acheminé vers un traitement ultérieur approprié. Dans d'autres cas, une certaine portion de tête du li-35 quide de régénération peut être jetée, tandis que les portions suivantes de ce liquide peuvent être gardées pour servir,à l'écoulement initial de liquide de régénération dans une opération subséquente. A ce stade, le liquide de régénération a ordinairement 69 01211 5 2000715 une composition qui est normalement appropriée, dans le cas particulier en eause, avec des vitesses d'écoulement normales et une quantité adaptée à l'obtention des résultats optimaux si l'on tient compte de considérations d'économie, qui prescrivent 5 habituellement l'obtention d'une régénération un peu moins que complète, les opérations précédentes sont des opérations classiques. C'est à ce stade que l'objet de l'invention intervient dans le processus. 10 Le récipient 2 contient à présent le liquide de régénéra tion et, dans de nombreux cas, il sera désirable de déplacer une partie de ce liquide du récipient pour produire dans ce dernier un liquide de régénération plus dilué. A cette fin, après fermeture de la conduite de liquide de régénération 14, 15 on introduit une quantité d'eau mesurée par la conduite 12, déplaçant partiellement le liquide de régénération restant qui peut sortir par la conduite 18. Lorsque le déplacement désiré a été effectué, les deux conduites 12 et 18 sont fermées. Le recyclage conforme à l'invention est à présent effec-20 tué en ouvrant les vannes Y des conduites 22 et 26 et en actionnant la pompe 24 pour provoquer un recyclage du liquide en descendant à travers le lit 4. Pendant ce recyclage, la concentration devient sensiblement uniforme. La durée du recyclage, suivant les résultats désirés, peut varier largement (par exemple 25 de. 10 minutes à de nombreuses heures), et suivant l'application de l'échange d'ions en cause, les débits peuvent eux aussi varier dans de larges limites, par exemple de 2,4 à 20,0 litres p par minute par dm de surface de section droite. Pour la plupart des applications, un recyclage d'une durée d'environ 30 minutes 30 est suffisant pour effectuer une réduction sensible des pertes. Les débits sont ordinairement de l'ordre d'environ 4 à 20 li-très par minute par dm de surface de section droite. Une élévation de la température du courant de recyclage du liquide de régénération peut être désirable pour améliorer encore davanta-35 ge le facteur perte, de la chaleur étant appliquée aux conduites 22 et 26. Des considérations plus particulières relatives au recyclage seront exposées ci-après en ce qui concerne des procédés particuliers. Après lé recyclage, l'opération finale est essentiellement 69 01211 6 2000715 celle qui est ordinairement utilisée après une régénération courante . Un rinçage est effectué par introduction d'eau en 12, avec sortie du résidu par la conduite 20, le rinçage étant ef-5 fectué jusqu'à ce que - la concentration du liquide de régénération soit réduite au point désiré. L'opération de mise en service est ensuite répétée, l'eau à traiter entrant en 12 et passant au point de service par la conduite 17. On a indiqué ci-dessus qu'en vue de la production d'un 10 liquide de régénération approprié pour l'opération de recyclage, on doit procéder habituellement à une simple dilution du fluide de régénération initial. Toutefois, dans certains cas, le liquide de régénération recyclé peut devoir différer du liquide de régénération principal, auquel cas le liquide de régé-15 nération initial peut être éliminé par rinçage du récipient et on peut ensuite y introduire une composition qui, ajoutée à l'eau restant dans le récipient après remplacement partiel de l'eau, produira la composition appropriée pour le recyclage. Après que de l'acide sulfurique a été employé en vue de la ré-20 génération principale, il peut être désirable d'introduire en vue du recyclage un autre acide tel que l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique ou l'acide phosphorique, en particulier dans les cas où, bien que l'acide sulfurique puisse être utilisé avantageusement pour la régénération principale en raison de son 25 bas prix, un acide plus coûteux peut devoir être employé en vue d'un achèvement plus effectif de la régénération et d'un transfert plus efficace des ions virtuellement perdus de la base au sommet du lit par l'opération de recyclage. De même, par exemple, si l'on utilise la régénération par l'hydroxyde de sodium 30 d'échangeurs fortement anioniques, l'hydroxyde de sodium peut être éliminé par rinçage et un liquide de régénération différent peut être introduit en vue du recyclage, tel que l'hydroxyde de potassium., l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de lithium ou l'hydroxyde d'ammonium. 35 Une autre variante évidente à laquelle on peut avoir re cours consisterait en un courant ascendant de liquide à travers le lit dans le cycle au cours duquel l'appareil est en service. Cet écoulement peut être produit dans certains cas en utilisant des récipients de retenue de types classiques à cette fin, 69 01211 7 2000715 c'est-à-dire des récipients capables d1empêcher une perte de résine et assurant le maintien des lits dans l'état approprié à l'échange optimal des ions. Toutefois, dans un tel cas, le recyclage à effectuer doit se faire en montant à travers le lit 5 en vue d'effectuer le transfert des ions virtuellement perdus, l'extrémité de sortie (extrémité supérieure) du lit à son extrémité d'entrée. la figure 2 illustre un système différent qui est également classique, excepté le recyclage du liquide de régénération 10 pour le transfert des ions, l'écoulement de service se faisant en descendant, mais le courant principal du liquide de régénération étant ascendant. le récipient 30, comme ci-dessus, comprend un fond de support 32 perforé ou autrement conformé pour permettre le passa-" 15 ge du liquide et délimitant une chambre inférieure 34-- Un distributeur 36 est disposé à la partie supérieure du récipient. A un niveau intermédiaire dans le récipient, on a prévu un distributeur de réception 38 qui peut affecter la forme d'une rangée de tubes perforés dont les perforations ont un diamètre tel 20 qu'elles empêchent la sortie des particules de résine 40. la quantité de résine dans un tel éehangeur est telle que lorsque le lit est dans son état normal pour l'écoulement de service, sa surface supérieure 42 se trouve juste au-dessus du distributeur 38. 25 les raccords de vannes sont illustrés de la manière sui vantes 44 désigne le raccord d'admission de l'eau traitée. Si on le désire, de l'eau de blocage, dont l'écoulement est réglé, entre en 46. Une sortie de résidu de rinçage à contre-courant 30 est représentée en 48. le raccord du courant sortant en service est désigné par 50. Un raccord d'eau de rinçage inférieur est représenté en 52. le liquide de régénération, qui a dans ce cas un écoulement ascendant, entre en 54. la sortie du résidu de rinçage est située en 56. 35 Des raccords de sortie du distributeur 38 sont représen tés respectivement en 58 pour le liquide de régénération: usé et en 60 pour le résidu d'eau de rinçage. .le recyclage depuis la chambre 34 au distributeur 36 est effectué par l'intermédiaire du raccord 62, de la pompe 64 et 69 01211 8 2000715 du raccord 66. le fonctionnement de ce système implique les manoeuvres suivantes : A la fin du cycle au cours duquel l'appareil est en ser-5 vice, le courant d'entrée de l'eau est interrompu en fermant la vanne de la conduite 44 et le courant de sortie en service est coupé sur le raccord 50. Un rinçage à contre-courant est ensuite effectué en produisant un écoulement d'eau ascendant par le raccord 52, la 10 sortie ,,de cette eau se faisant par la sortie de résidu de rinçage à contre-courant 48. Cet écoulement de rinçage à contre-courant relâche le lit en vue de le rincer à fond pour en éliminer les impuretés. On laisse ensuite le lit se sédimenter, l'écoulement étant totalement interrompu. 15 La régénération principale est produite à présent en fai sant entrer le liquide de régénération dans la chambre 34 par le raccord 54 avec un écoulement ascendant à travers le lit, le liquide de régénération sortant par l1intermédiaire du distributeur 38 par la conduite 58 à présent ouverte, vers le ré-20 cepteur de liquide de régénération usé, s'il doit être gardé en vue d'un usage ou dfun traitement ultérieur comme indiqué ci-dessus. Dans le fonctionnement de ce type de système, un écoulement réglé d'eau de blocage peut être assuré par le raccord 46 et le distributeur 36, pour descendre et s'échapper par 25 le distributeur 38 en même temps que le liquide de régénération. Le lit est tassé en raison de la disposition du distributeur 38 situé dans la partie supérieure de ce lit. Après cet écoulement du liquide ds régénération qui peut être produit dans des conditions classiques, on effectue la 30 préparation en vue du recyclage par l'introduction d'une quantité d'eau dosée depuis la conduite 52 en montant à travers le lit, le courant sortant soit par le raccord 58, soit par le raccord 60, suivant que l'effluent doit être gardé ou doit être évacué. L'action impliquée ici est analogue à celle déjà décri-35 te en ce qui concerne la figure 1, à savoir la production dans le récipient d'une composition diluée apte à être recyclée. Lorsqu'un déplacement partiel approprié s'est produit, on ferme les raccords correspondants, puis on ouvre les raccords 62 et 66 et on actionne la pompe 64 pour effectuer le 69 01211 9 2000715 recyclage, arec écoulement descendant à travers le lit. Le recyclage donne les mêmes résultats que ceux décrits en ce qui concerne le système de la figure 1, le résultat final étant le transfert des ions virtuellement perdus de la "base au sommet 5 du lit. Après la fin de l'opération de recyclage, les raccords de recyclage sont fermés et le rinçage est effectué en introduisant de l'eau en 44 en vue de l'écoulement descendant à travers le lit, l'eau de rinçage étant envoyée au dispositif d'é-10 vacuation par le raccord 56. Une fois le rinçage terminé, le cycle de fonctionnement est répété en fermant la sortie d'eau résiduelle 56 et en ouvrant le raccord de service 50. Si le recyclage doit être effectué avec un électrolyte différent de la composition du liquide de régénération princi— 15 pal dilué, le liquide de régénération principal peut être éliminé par lavage du système et remplacé par la nouvelle composition de recyclage, les autres opérations restant les mêmes. Bien que l'écoulement en service soit descendant dans lé type de système illustré sur la figure 2, il peut être ascen-20 dant, avec agencement du récipient en vue de maintenir le lit dans un état approprié. Dans ce cas, le recyclage se fait, naturellement, dans une direction ascendante en vue, là encore, de transférer les ions virtuellement perdus de l'extrémité de sortie du lit à son extrémité d'entrée. 25 On peut à présent donner des exemples d'opérations typi ques qui illustrent les résultats obtenus dans différentes conditions de travail. Les figures 3» 4 et 5 illustrent les améliorations apportées à la perte de dureté totale. Dans les trois cas, il y a eu un écoulement de service descendant et une régé-30 nération en courant descendant au moyen de chlorure de sodium, la résine utilisée étant la résine "Ealcite HCR". Dans les cas illustrés sur les figures 3 et 4, on a traité la même eau ayant la composition suivante : calcium 324 parties par million, magnésium 175 parties par million et sodium 35 20 parties par million, le tout exprimé en parties par million équivalentes de CaCO^. (Sauf indication contraire, lorsque des parties par million sont indiquées dans le traitement de l'eau en vue de l'élimination de cations, cette expression équivaut à des parties par million de carbonate de calcium, ce qui est 69 01211 10 2000715 la forme adoptée par convention dans ce domaine). Sur la figure 3, la courbe supérieure 3A illustre la perte qui a été produite dans une opération n'impliquant pas le recyclage par action de masse conformément à l'invention. La ré-5 génération dans ce cas a été effectuée avec 54 kg de chlorure de sodium, en tant qu'agent de régénération, par mètre cube de lit, le chlorure de sodium étant sous la forme d'une saumure saturée. Le lit avait une profondeur de 86,36cm. Le rinçage a été effectué de la manière usuelle avant la mise en route de 10 l'écoulement de service. La perte de dureté totale, exprimée en parties par million sous forme de CaCO^, est représentée graphiquement en fonction des kg de matières solides dissoutes to-taies appliquées dans l'eau, par m de lit. On peut constater que la perte de dureté totale a commencé à la valeur de 40 par-15 ties par million, s'abaissant à environ 20 parties par million lorsque le nombre total de kg de matières solides dissoutes par nr atteint 23 à 34»5» puis la perte a augmenté rapidement, indiquant le manque d'efficacité du lit. Cette opération serait un exemple typique d'une opération conduite suivant les prati-20 ques antérieures. La courbe 3B illustre une opération typique conduite conformément à l'invention. Dans ce cas, la régénération a été effectuée comme décrit pour l'opération qui vient d'être mentionnée. Toutefois, après la régénération, on a effectué une dilu-25 tion de la saumure pour produire, en vue du recyclage, une saumure contenant 4000 parties par million de chlorure de sodium (sous la forme NaCl) et ce liquide de régénération dilué a été recyclé en courant descendant à travers le lit pendant 30 mi-nutes à un débit de 4»1 litres par minute par dm de section 30 droite du lit. A la fin de ce recyclage, on a effectué un rinçage, puis on a remis l'appareil en service. Il y a lieu de remarquer que dans ce cas, la perte de dureté totale était très considérablement réduite à 10 parties par million et restait à peu près à cette valeur jusqu'à ce que 35 le nombre, total de kg de matieres solides dissoutes par m passées dans le lit ait atteint une valeur d'environ 27,6, après quoi il s'est produit une montée rapide de la perte de dureté totale, indiquant le manque d'efficacité du lit. Bien que l'épuisement du lit, exprimé par le poids total 69 01211 ii 2000715 de matières solides dissoutes introduites apparaisse plus précoce dans le second cas, ce résultat n'est pas corrigé pour tenir compte de la perte, et en fait les résultats sont équivalents en ce qui concerne le degré de suppression de la dureté. 5 les résultats d'autres opérations, toujours en traitant la même eau que dans les cas illustrés sur la figure 3, et sur le même lit, sont illustrés sur la figure 4, auquel cas le même lit a été employé, mais après l'épuisement, on a effectué une régénération en utilisant une plus grande quantité de chlo-10 rure de sodium, à savoir 104 kg par m de* lit sous la forme de saumure saturée. La courbe 4A illustre l'opération sans recyclage, c'est-à-dire qu'après la régénération, le lit a été rincé puis mis en service. Dans ce cas, l'utilisation de la plus forte quantité de liquide de régénération, effectuant une ré- -15 génération plus complète, se traduit par le fait que la perte a commencé à une valeur plus faible que dans le cas illustré par la courbe 3A, à savoir à 10 parties par million, avec une chute de la perte à environ 5 parties par million, valeur à laquelle elle est restée sensiblement constante jusqu'à ce que les 20 solides totaux dissous traités aient représenté environ 39 kg par m , après quoi la perte a augmenté rapidement. Lorsque la même régénération a été suivie d'une dilution de la saumure à 7500 parties par million de chlorure de sodium et que le recyclage a été effectué en courant descendant à tra-25 vers le lit, pendant 30 minutes, à un débit de 4 litres par mi- p nute par dm , comme ci-dessus, une amélioration notable est apparue comme illustré par la courbe 4B, la perte initiale étant d'environ 3 parties par million avec une chute progressive à un peu plus de 2 parties par million, suivie d'une montée gra-30 duelle atteignant une valeur de 4 parties par million après que les matières solides totales dissoutes traitées ont atteint environ 41»4 kg/m^, puis l'augmentation de la perte a été telle qu'elle a indiqué le manque d'efficacité du lit. On peut considérer ensuite la figure 5 qui illustre le 35 traitement d'eau présentant une plus faible dureté dans un lit moins profond, ayant une profondeur de 81,3 cm. Dans ce cas, l'eau traitée contenait 86 parties par million de calcium, 31 parties par million de magnésium et 20 parties par million de sodium, le tout en tant qu'équivalent de CaCO^. En ce qui 69 01211 12 2000715 concerne la courbe 5A illustrant l'opération sans recyclage, une régénération a été effectuée avec, par m , 57,6 kg de chlorure de sodium sous la forme d'une saumure saturée, cette régénération étant suivie d'un rinçage. Dans ce cas, la perte en 5 service a commencé à environ 4 parties par million de dureté totale, la perte tombant à environ 1,2 partie par million lorn- que les matières solides dissoutes totales traitées eurent at- ■5 teint environ 18,4 kg'par m . Il y a eu ensuite une montée graduelle de la perte à une valeur d'environ 2 parties par million ■3 10 pour 34,5 kg de solides totaux dissous par m , et à ce moment, le lit est devenu inefficace. En contraste avec ce dernier cas, la courbe 5B représente le fonctionnement après une régénération analogue, puis une dilution de la saumure à 2000 parties par million de chlorure 15 de sodium (sous forme de CINa) et un recyclage pendant 120 minu- p tes à un taux de 4 litres par minute par ai." de section droite du lit. Après rinçage, le fonctionnement en service a impliqué une perte initiale d'environ 0,5 partie par million de dureté totale avec une chute à environ 0,3 partie par million suivie 20 d'une montée de la perte de dureté totale à environ 1 partie par million lorsque les matières solides totales dissoutes traitées eurent atteint environ 27,6 kg/rn^, suivie d'une élévation rapide de la perte indiquant l'inefficacité du lit. les opérations de fonctionnement précédentes sont des 25 comparaisons typiques de traitements avec et sans" le recyclage conforme à la présente invention. Pour la même consommation de liquide de régénération, le recyclage produit une nette amélioration se traduisant par une réduction sensible de la perte pendant la partie effective de l'écoulement de service. Bien que 30 le point auquel le lit atteint son inefficacité, exprimé par la quantité de matières solides totales dissoutes, puisse être • un peu plus bas lorsqu'on applique un recyclage, comparativement au cas où le recyclage n'est pas appliqué, ceci est essentiellement sans importance en raison du grand avantage offert 35 par la réduction de la perte pendant la majeure partie du cycle de service, la rétention des ions à éliminer étant améliorée. Comme le montrent les courbes, la perte initiale peut être réduite selon des rapports supérieurs à 4 t 1, avec une réduction très sensible des pertes moyennes. 69 01211 13 2000715 Une quantité de liquide de régénération "beaucoup plus forte serait naturellement nécessaire au départ pour obtenir ces plus faibles pertes si l'on n1applique pas le recyclage par action de masse. 5 La figure 6 illustre les avantages que la présente inven tion offre en réduisant la perte de sodium dans la conduite d'un cycle acide en utilisant un lit de résine HCR de 81,3 cm. L'eau traitée, tant par application que sans application de l'invention, avait la composition suivante : calcium 202 parties par 10 million5 magnésium 76 parties par million et sodium 29 parties par million, le tout exprimé par l'équivalent de carbonate de calcium. Les anions étaient HCO^, Cl et S0^. En utilisant une opération de fonctionnement classique, la régénération a été effectuée au moyen d'un liquide de régénération consistant en 15 une solution aqueuse d'acide sulfurique contenant 48 kg de HgSO^ par mètre cube de lit. Après rinçage, les caractéristiques de marche répondaient à l'illustration donnée par la courbe 6A, la perte de sodium initiale (en coordonnées, en parties par million sous forme de OaCO^) partant de 25 parties par million, 20 tombant progressivement à environ 4 parties par million lors-qu'environ 11,5 kg de matières solides totales par mètre cube eurent été appliqués (en abscisse kg/m^ de solides totaux traités), la perte s'élevant ensuite jusqu'à ce que le lit soit devenu inefficace au niveau de l'application d'environ 18,4 kg 25 cte matières solides totales par mètre cube. Dans l'application de l'invention, on a effectué la même régénération avec 48 kg d'acide sulfurique par mètre cube, puis on a procédé au recyclage en utilisant le liquide de régénération dilué à 5000 parties par million d'acide sulfurique, le 50 recyclage étant conduit pendant 60 minutes à un débit de 4 li- A tres/minute/dm de section droite du lit. Après le rinçage, le lit a été mis en service, les résultats obtenus étant représentés par la courbe 6B. Dans ce cas, la perte a commencé à environ 4 parties par 35 million en tombant rapidement à environ 3 parties par million puis en pestant sensiblement constante jusqu'à ce que les matières solides dissoutes totales appliquées aient atteint envi-ron 13,8 kg/m , une montée indiquant ensuite l'inefficacité du lit. Il est évident que, conformément à la présente invention, 69 01211 14 2000715 on a obtenu une amélioration très prononcée et immédiate de la perte de sodium en contraste avec la lente réduction de la perte de sodium lorsque le recyclage conforme à l'invention n'a pas été appliqué. 5 la figure 7 illustre l'amélioration de la perte de sodium dans des conditions différant de celles illustrées sur la figure 6. (ordonnées : perte de sodium, en C0~CA ; en abscisses : 7 kg/nr de .solides totaux traités). Dans les cas impliqués relativement à la figure 7, on a utilisé un lit de résine HCR-W" d'une 10 profondeur de 81,3 cm avec cycle de fonctionnement acide, la composition de l'eau traitée était la suivante : calcium % partie par million, magnésium, 1 partie par million, 1 partie par million et sodium 648 parties par million,.le tout exprimé comme équivalent de CaCO.,. Les anions étaient HCO;,, Cl et SO.. ,3 5 4 15 Lorsque l'invention n'a pas été appliquée, la régénération a été effectuée au moyen d'acide sulfurique dilué ayant une teneur en HgSO^ de 240 kg par mètre cube de lit. Après rinçage, le fonctionnement en service a donné les résultats indiqués sur la figure 7A. La perte de sodium avait initialement une forte 20 valeur d'environ 45 parties par million sous forme de CaCO^, tombant graduellement à un minimum d'environ 5 parties .par million lorsque les matières solides totales appliquées eurent at-teint environ 69 kg par m de lit, avec un épuisement rapide à partir de ce point. 25 Par application de l'invention, après la régénération au moyen d'acide sulfurique comme ci-dessus, on a effectué la dilution du liquide de régénération à 6500 parties par million d'acide sulfurique et le recyclage a été effectué pendant 30 p minutes à un débit de 4 litres par minute par dm de section 30 droite du lit. Après rinçage, l'opération de fonctionnement de service a été exécutée comme indiqué sur la courbe 7B. La perte de sodium initiale est partie de la faible valeur d*environ 5 parties par million avec réduction progressive à environ 2 parties par million, puis une lente montée atteignant de nouveau 35 5 parties par million lorsque la quantité de matières solides totales appliquées eut atteint une valeur d'environ 69 kg par nr de lit. Il y a eu à ce stade une rapide montée de la perte, indiquant la limite d'efficacité. En raison de la forte teneur en sodium de l'eau en cours de traitement, la réduction de la 69 01211 15 2000715 perte est notable. la figure 8 illustre le cas de 1* élimination de la silice d'une eau douce ne contenant pi-atiquement que des cations sodium. L*élimination de la silice a été effectuée dans ce cas 5 en faisant fonctionner un lit de résine anionique IEA400 de 81,3 cm de profondeur, selon le cycle hydroxyle. la composition anioniq.ue de l'eau en cours de traitement était la suivante : HCOj 83 parties par million, Cl 67 parties par million, SO^ 54 parties par million, SiOg 26 parties par million et COg 10 10 parties .par million, le tout exprimé sous forme de 1féquivalent de CaCOj. La régénération a été effectuée en utilisant une solution de soude caustique contenant un total de 48 kg .de ÎTaOH par mètre cube de lit, puis en procédant au rinçage, l'opération de 15 fonctionnement de service donnant les résultats illustrés par la courbe 8A. La perte de silice, exprimée en parties par million de Si02, (ordonnées) a commencé à une valeur d*environ 2,5 en montant progressivement à 4 parties par million, valeur à laquelle le traitement a perdu son efficacité, pour une quantité 20 totale de matières solides appliquées (kg/m^, en abscisses) d'environ 23 kg par mr de lit. Un contraste avec ce qui précède est apparu dans l'opération conforme à 1 •'invention dans laquelle après la même régéné-ration avec 48 kg de lîaOH par m , la solution caustique a été 25 diluée à 9600 parties par million de substance alcaline exprimée en NaOH et un recyclage a été effectué pendant 25 minutes à un débit de solution caustique diluée de 4 litres par minute 2 par dm de section droite de lit. Après rinçage, 1Topération de fonctionnement en service a été conduite comme illustré par la 30 courbe 8B. La perte initiale de silice est partie d'un peu plus de 1 partie par million en montant progressivement pour attein- T. dre le point d'inefficacité à la valeur de 23 kg par nr de lit de matières solides dissoutes totales appliquées. Bien que le rapport de la perte sans application de l'invention à la perte 35 impliquée dans le cas de l'application de l'invention ne' s1exprime pas par un chiffre aussi impressionnant que dans les cas précédents impliquant.des considérations de perte de cations, si l'on considère l'aspect pratique de l'élimination de la silice, l'application de l'invention constitue un perfectionnement 69 01211 16 2000715 très prononcé. Dans tous les exemples précédents, l'opération de recyclage a impliqué des températures ambiantes ordinaires. Mais des améliorations notables peuvent être réalisées en conduisant le 5 recyclage à des températures élevées comme le montre la figure 9, températures qui apportent des améliorations dans la perte de chlorure dans le traitement d'eau entièrement sodique en utilisant une résine anionique de type IRA400 en un lit d'une profondeur de 81,3 cm opérant selon un cycle hydroxyle. Dans ce 10 cas, l'eau traitée ne contenait que des cations sodium, la composition anionique étant la suivante : HCO^ 83 parties par million, Cl 6*7 parties par million, SO^ 55 parties par million, SiOg 26 parties par million, CO^ 10 parties par million, le tout en équivalent de CaCO^. Une opération classique a été ef-15 fectuée par régénération du lit épuisé avec 48 kg de NaOH en solution par mètre cube de lit, suivie d'un rinçage puis de l'opération de fonctionnement en service donnant les résultats indiqués sur la courbe 9A. La perte de chlorure initiale (exprimée en parties par million sous forme de CaCO^}. (ordonnées) a 20 commencé à environ 21 en restant assez constante jusqu'à une rapide montée indiquant que l'inefficacité de l'opération apparaissait à environ 23 kg de solides totaux appliqués par mètre cube (en abscisses). En contraste avec ce qui précède, conformément à l'inven-25 tion, on a effectué la même régénération, suivie" d'une dilution du liquide de régénération caustique à 9500 parties par million de substance alcaline sous forme de ÏTaOH, le liquide de régénération étant recyclé pendant 25 minutes à un débit de 4 li- p très par dm de section droite du lit en utilisant le liquide 30 de régénération à une température ambiante de 21°C. Après rinçage, l'opération de fonctionnement en service a été conduite comme illustré par la courbe 9B, la perte de chlorure initiale étant à un taux d'environ 7,5 parties par million avec montée graduelle jusqu'à un point d'épuisement essentiellement le même 35 que dans le cas de la courbe 9A. Une répétition du même mode opératoire conforme à l'invention, mais en utilisant une température, pendant le recyclage, de 40,6°C, a donné les résultats indiqués sur la courbe 90, avec une réduction sensible de la perte initiale et de la perte 69 01211 17 2000715 continue, la perte initiale étant d'environ 6 parties par million. l'amélioration des résultats du recyclage due à la température élevée au-dessus de la température de travail normale est importante et apparaît de la même manière dans le cas d'au-. 5 très opérations d*élimination d'ions. Il ressort des exemples précédents que l'invention a une très large gamme d'applications, le recyclage par action de masse peut être appliqué quelle que soit la perte de cations ou d*anions qui est à réduire. 1*invention peut également être •*•0 appliquée si la fuite à minimiser a pour "but de réduire la contamination du courant sortant aussi "bien que si l'opération a pour but d'assurer la récupération d'ions de valeur tels que des cations métalliques ou des anions tels que les anions chroma te . 15 A titre d'exemple d'une application spéciale de la présen te invention, on peut mentionner la réduction de la perte de sodium d'une résine eationique ammoniée dans le procédé de bril-lantage par un produit de condensation, en utilisant des lits mixtes. Dans un tel procédé, une résine eationique opérant se- 20 ion le cycle ammoniacal est mélangée avec une résine anionique opérant selon le cycle hydroxyle ou borate, ou bien on peut appliquer d'autres formes d*anions. le recyclage pour traiter le lit mixte, dans le cas du cycle hydroxyle, peut impliquer le recyclage dfhydroxyle d'ammonium à des concentrations de 500 à 5000 parties par million exprimées en H52* Si "l'on applique le cycle borate, du borate d*ammonium doit être recyclé. 25 Un autre exemple réside dans l'inhibition de la perte d'a- nions monovalents, soit de simples anions, soit des coordinats métalliques, dans des échangeurs d'anions fortement basiques opérant s.elon le cycle hydroxyle ou selon quelqu'autre fonce de résine monovalente, l'électrolyte correspondant peut être recyclé à des concentrations typiquement comprises dans la gamme de 500 à 15.000 parties par million. Indépendamment de ce que les ions sont monovalents, diva-30 lents ou polyvalents, on peut adopter des concentrations appropriées de l'électrolyte recyclé pour assurer l'effet d'action de masse afin de concentrer les ions virtuellement perdus à l'extrémité.d'entrée du lit, considérée du point de vue du sens de l'opération du fonctionnement en service. Il est évident que le processus de recyclage avec effet d'action de masse améliore le facteur perte de lits d'échange 35 ioniques fixes, quelle que soit la source de contamination. En outre, il élimine les ions des parties non régénérées de résine ou les substances contaminantes qui peuvent être dues à l'inefficacité de l'équipement d'échange d'ions lui-même. Par exemple, il réduit l'effet de cheminement préférentiel du liquide de régénération. 'Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à, titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 01211 18 2000715 HEVENBICATIONS 1°). - Procédé de fonctionnement d'un échangeur d'ions qui possède un lit fixe pendant au moins l'opération de fonctionnement en service pour réduire la perte, par ce lit, d'ions dont 5 l'enlèvement est voulu pendant l1opération de fonctionnement en service, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste à recycler à travers le lit fixe régénéré, dans la direction de l'écoulement en service, une composition capable, par action de masse, dtéliminer de l'extrémité de sortie du lit les ions 10' susceptibles d1être perdus et de les placer, par échange d'ions avec la matière d*échange, sélectivement à l'extrémité d*entrée du lit avant de mettre le lit d'échangeur en fonctionnement de service. 2°) - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par 15 le fait que la composition recyclée est produite par dilution du liquide de régénération utilisé pour la régénération de la matière d1échange contenue dans le lit. 3°) - Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la composition recyclée se trouve à une température excédant la 20 température de travail normale de l'opération de fonctionnement en service. 4°) - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par • le fait"que la composition recyclée se trouve à une température excédant la température de travail normale de l'opération de 25 fonctionnement en service. 5°) - Système d*échange d'ions, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient, un lit d'échange d'ions contenu dans ce récipient, des moyens produisant en service dans le lit un écoulement d'entrée d'un liquide duquel des ions doivent être enle-30 vés par le lit, des moyens permettant la sortie du,liquide du lit pendant l'opération de fonctionnement en service, et des moyens permettant le recyclage d'une composition à travers le lit dans la direction de l'écoulement de service à-travers le lit. 35 '6)- - Système suivant la revendication 5j caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens produisant un écoulement de liquide de régénération à travers le lit, et des moyens permettant d'éliminer par rinçage partiel le liquide de régénération du lit pour y laisser une partie diluée du liquide de régénération représentant la composition destinée au recyclage.