Brevet FR2009659A1 — publié le 19700206

i 2009659 L'intention concerne un procédé et un dispositif pour le dessalement de liquides, selon lesquels le liquide brut traverse verticalement de bas en haut un récipient de filtrage contenant un produit échangeur constitué de résines anioniques et/ou cationiques. 5 Pour adoucir, décarboner, dessaler partiellement ou totalement l'eau potable ou les eaux industrielles d'alimentation de machines et de chaudières, ou d'autres liquides, il est connu d'utiliser des filtres échan~ geurs emplis de produits cationiques et/ou anioniques, dont la charge doit être régénérée après épuisement, A cet effet, les produits échangeurs catio-10 niques sont traités par des sels neutres, tels que le sel de cuisine, et des acides, tels que l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique, tandis que les produits échangeurs anioniques sont traités par des sels neutres ou des solutions alcalines de sels neutres, et des bases, telles que l'hydroxyde d'ammonium ou la soude, 15 En général, l'écoulement du liquide à traiter à travers la charge de résine des récipients filtrants s'effectue verticalement de haut en bas. Cependant, on peut aussi faire passer le liquide à préparer de bas en haut à travers la dite charge, selon le procédé dit "du covr ant tour-billonnaire". Dans ce cas, l'écoulement est assez rapide pour qu'au moins 20 une partie de la charge échangeuse soit comprimée contre une paroi disposée dans la partie supérieure du récipient et à travers laquelle le liquide à dessaler passe et est évacué, La régénération des masses êchangeuses cPions épuisées s'effectue en général dans le même récipient que le traitement de dessalement : 25 après interruption dé l'arrivée du liquide à traiter, les solutions régénérantes sont alors admises à travers la couche échangeuse, soit dans le même sens que la charge, soit en sens opposé. Mais il est également connu d'effectuer la régénération dans dés organes distincts du récipient de filtrage ; les charges êchangeuses d'ions sont 30 alors retirées du récipient de filtrage en totalité ou en partie, à intervalles réguliers, puis éventuellement régénérées séparément en masses cationiques et masses anioniques dans des récipients séparés, et enfin réintroduites dans le récipient de filtrage. L'inconvénient de ces procédés est que le dessalement se fait 35 par intermittence. En conséquence, pour que les usagers soient approvision 69 17676 2 2009659 nés en eau dessalée sans interruption de service , il faut les alimenter par une installation de secours, ou par un réservoir de secours de capacité suffisante, et ces organes supplémentaires augmentent l'encombrement et le coût de l'installation. 5 L'invention permet d'éviter ces inconvénients. Elle est caracté risée par le fait que les masses êchangeuses «Fions chargées sont extraites du récipient de filtrage de manière continue et sans interruption du coxirant de liquide brut, puis sont régénérées, et réintroduites dans le récipient de filtrage, depuis le bas, en même temps que le liquide brut, la vitesse cFécou-10 lement étant suffisamment grande pour que les masses êchangeuses d'ions forment un lit solide dans le récipient de filtrage. Dans le cas où? pour obtenir un dessalement suffisant du liquide, on doit employer comme échangeurs (fions un mélange de résines anioniques et de résines cationiques, on sépare selon l'invention, pendant le -processus 15 , de dessalement, la masse êchangeuse (Fions chargée? dans le récipient de filtrages en masse anionique et masse cationique, de façon continue par différence,de leurs poids.spécifiques, lesdtes masses étant extraites séparément du récipient de filtrage, régénérées, puis remélangées et réintroduites dans le récipient de filtrage. 20 Si le liquide traité doit avoir une très faible teneur en sels ré siduels, il est recommandé de procéder à un second dessalement, qui, selon l'invention, est effectué en introduisant continuellement les masses êchangeuses régénérées et mélangées, en même temps que le liquide qui a été prédessalé dans le récipient de filtrage principal, dans un récipient de fil— 25 trage secondaire connecté en série avec ce dernier* le liquide traversant ledit récipient secondaire verticalement de haut en bas ou de bas en haut, avec formation d'un lit solide, puis le liquide complètement dèssalé est extrait du récipient et la masse êchangeuse (Fions partiellement chargée est envoyée, par un courant dérivé de liquide,dessalé, dans le récipient de fil-30 trage principal» Comme la pression dans le récipient secondaire est plus grande que dans le filtre principal, la masse êchangeuse d'ions partiellement chargée peut être introduite par le bas dans le filtre principal, par un courant dérivé de liquide dessalé, en même temps que le liquide brut. Grâce au procédé selon l'invention, le liquide à dessaler reçoit 35 continuellement une masse êchangeuse d'ions frafbhe, régénérée, et la 69 17676 3 2009659 masse épuisée est extraite sans qu'il soit nécessaire d'interrompre la circulation du liquide. Si l'on dispose en série un deuxième récipient, le liquide dessalé ne traverse la résine fraffeh ement régénérée que juste avant la sortie de l'installation, 5 L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce que le récipient de filtrage est divisé par une cloison horizontale en deux chambres qui contiennent chacune un système de drainage pour évacuer le liquide dessalé, ladite cloison comportant, outre des ajutages de filtres, plusieurs tubes verticaux de petit 10 diamètre servant à faire passer les échangeurs d'ions chargés, du récipient inférieur au récipient supérieur, tandis que dans la chambre au-dessus de ladite cloison débouchent deux embouts d'aspiration, par exemple en forme (Pentonnoir, servant à l'extraction séparée des échangeurs (Pions chargés, l'un (feux, disposé en-dessous de l'ouverture de sortie des tubes, 15 servant à l'extraction des échangeurs cPions de plus grand poids spécifique, tandis que l'autre, servant à l'extraction des échangeurs (Pions de poids spécifique plus petit, est disposé au-dessus du système de drainage, chacun desdits embouts relié à une colonne de régénération de l'échangeur (Pions correspondant, 20 Les figures ci-annexées représentent schématiquement trois exemples de réalisation de l'invention, La figure 1 représente un dispositif de dessalement comportant une seule masse êchangeuse (Pions; La figure 2 représente un dispositif de dessalement comportant 25 un échangeur (Pions constitué par un mélange de résines anioniques et de résines cationiques, La figure 3 représente un dispositif de dessalement supplémentaire disposé dans un autre récipient de filtrage qui peut être placé en aval du dispositif selon la figure 2. 30 Selon la figure 1, le liquide à dessaler 1 est amené par le bas dans un récipient de filtrage 2 empli d'une masse êchangeuse (Pions 3, et il est pompé vers le haut à travers cette niasse. Dans le tiers.supérieur du récipient se trouve un système de drainage 4 pour extraire du récipient le liquide dessalé 5, La masse êchangeuse (Pions chargée 6 est évacuée de la 35 partie supérieure du récipient par un courant dérivé de liquide dessalé, et 69 17676 4 2009659 et elle est : envoyée dans une colonne de régénération 7, d*où la masse êchangeuse frafbhe est ramenée dans le récipient 2 en même temps que le liquide brut 1. Si l'on veut obtenir un dessalement plus complet, on utilise le 5 récipient de filtrage 2, selon la figure 2, comportant une cloison 8 traversée par ajutages de filtres 9 et par plusieurs tubes verticaux de petit diamètre 10, par lesquels la masse êchangeuse d'ions 3 passe, après son chargement, dans la chambre au-dessus de la cloison 8, En-dessous du dâDouché des tubes 10 est disposé un embout d'aspiration 11 en forme d'en-10 tonnoir. Un dispositif d'aspiration identique 12 est disposé au-dessus du système de drainage 4 situé dans la partie supérieure du récipient. Dans la partie inférieure du récipient se trouve l'autre système de drainage 13. Le liquide brut, avec la masse êchangeuse d'ions, s'écoule dans la chambieinfé rieure du récipient 2, à une vitesse d'environ 20 à 80 15 mètres par heure par exemple. Dans ces conditions, la masse êchangeuse forme un lit solide qui est pressé contre la cloison 8. A travers cette cloison, le système de drainage 13 extrait une partie du liquide prédessalé. En même tempss le reste du liquide coule par les ajutages de filtrage 9, et la masse êchangeuse par les tubes 10, La masse êchangeuse chargée ar-20 rivant par ces tubes dans la chambre supérieure du récipient subit une séparation à une vitesse d'écoulement d'environ 8 à 12 m/h. Les résines du poids spécifique le plus grand^ en général les résines cationiques, tombent sur la cloison 8, d'où elles sont aspirées par l'entonnoir 11, et entrafhées dans la colonne de régénération 14 qui lui est connectée. 25 Les résines de poids spécifique plus faible, en général les ré sire s anioniques, sont lessivées par le reste du liquide prédessalé, dans la chambre supérieure du récipient, puis extraites par l'entonnoir 12, et envoyées dans une colonne de régénération 15. Le liquide dessalé dans cette partie du récipient est extrait par le système de drainage 4, et se mêle au 30 liquide s'écoulant du système de drainage 13, Les constituants d*échangeurs d'ions séparés sont mélangés après avoir traversé des colonnes de régénération 14 et 15, puis renvoyés dans le récipient en même temps que le liquide brut. Selon la figure 3, en vue d'obtenir éventuellement un dessale-35 ment supplémentaire, on envoie le liquide dessalé 5 dans un filtre stçplê- 69 17676 5 2009659 mentaire 17 au moyen d'une pompe 16. On introduit en même temps dans ce filtre les résines franchement régénérées sortant des colonnes. 14 et 15, La vitesse d'écoulement dans ce récipient est d'environ 30 à 100 mètres à l'heure et le sens d'écoulement peut être de bas en bautP comme le montre g la figure 3? ou de haut en bas. Dans chaque cas les échangeurs forment un lit solide, et comme la pression dans le filtre ultérieur 17 est plus grande que dans le préfiltre 12y un mélange résine-eau peut être envoyé continuels lementp par la conduite 19, du filtre ultérieur dans le préfiltre 2S dans lequel on introduit en même temps le liquide brut. On les évacue du filtre 10 supplémentaire au point le plus élevé du récipient si l'écoulement s'effectue de bas en haut ou au point le plus bas si l'écoulement s'effectue de haut en bas,, Le liquide dessalé résiduel est extrait du filtre supplémentaire par le système de drainage 18, 69 17676 6 2009659 REVENDICATIONS 1 - Procédé de dessalement de liquides dans lequel le liquide brut traverse de bas en haut un récipient de filtrage contenant une charge êchangeuse d'ions constituée de résines anioniques et/ou cationiques, caractérisé en ce que les masses êchangeuses (Fions chargées sont extraites 5 du récipient de filtrage de manière continue, sans interruption du courant de liquide brut, puis sont régénérées et sont ensuite ramenées par le bas dans le récipient de filtrage en même temps que le liquide brut, l'écoulement dudit liquide étant suffisamment rapide pour que les masses êchangeuses d'ions forment un lit solide dans le récipient de filtrage. 10 2 - Procédé selon la revendication 1, utilisant comme échan geurs d'ions un mélange de résines anioniques et de résines cationiques, caractérisé en ce que, pendant le processus de dessalement, la masse êchangeuse d'ions chargée est séparée de manière continue dans le récipient de filtrage, en masses anioniques et masses cationiques par diffé-15 rence de leurs poids spécifiques, puis sont retirées du récipient de filtrage, séparées l'une de l'autre, régénérées, et enfin reniëlangées et réintroduites dans le récipient de filtrage. 3 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les masses êchangeuses régénérées et mélangées sont introduites dans le rêci» 20 pient de filtrage de manière continue en même temps que le liquide pré-dessaiê, dans un récipient de filtrage auxiliaire connecté en série, et traversant ce dernier de haut en bas ou de bas en haut, avec formation #uh lit solide, tandis que le liquide complètement dessalé est extrait du réd pient et que la masse êchangeuse (Pions chargée est introduite par le bas dans le 25 récipient de filtrage servant au prédessalement par un courant dérivé de liquide dessalé, en même temps que le liquide brut» 4 » Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la reven« dication 2, caractérisé en ce que le récipient de filtrage est divisé par une cloison horizontale en deux chambres qui contiennent chacun un système de 30 drainage pour l'évacuation du liquide dessalé, ladite cloison comporte, outre des ajutages de filtrage, plusieurs tubes verticaux de faible diamètre, assurant le transfert des échangeurs (Pions chargés de la chambre inférieure dans la chambre supérieure du récipient, tandis que dans l'espace situé au-dessus de ladite cloison débouchent deux embouts d'aspiration, dort l'un, 17676 7 2009659 qui assure l'extraction des échangeurs cPions de plus grand poids spécifique, est placé en-dessous du débouché desdits tubesp tandis que l'autre embout^ assurant l'extraction des échangeurs d'ions de plus faible poids spécifique? est placé au-dessus du système de drainage, ces embouts étant reliés chacun à une colonne de régénération de l'échangeur d'ions correspondant»