Brevet FR2003555A1 — publié le 19691107

L'invention a tou oJJet r pro cCd de traitement réciproue facultatif d'un milieu liquide et d'une matière granuleuse, le milieu liquide passant à travers 1 matière granuleuse, de bas en haut. selle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conznorre à l'invention. Dans la technique des procédés chimiques, il arrive fréquemment de mélanger un milieu liquide et une matière granuleuse. Dans ce cas, la matière granuleuse peut exercer des influences chimiques ou adsorbantes sur le milieu liquide, ou bien le milieu liquide peut exercer ces mêmes influences sur la matière granu- lieuse. Il est souvent exigé que le passage à travers les matières déversées ne provoque pS, ou très peu, de déplacement parmi les grains individuels. C'est le cas, par exemple, lors de la régénération d'un filtre d'échangeur d'ions. Lais même lors d'un filtrage mécanique, il est souhaitable qu'aucun ou seulement un léger déplacement des grains des diverses couches ait lieu. lors du passage d'un liquide à travers une matière granuleuse, on peut éviter un déplacement des grains individuels, en resserrant les grains déversés entre deux éléments fixes de la construction, par exemple, des fonds à tuyères. L'inconvénient de ce genre de dispositions consiste toutefois dans le fait que les grains déversés, pendant la réaction envisagée avec le liquide, modifient le volume de leurs grains, et ne remplissent plus de ce fait pleinement ltespace disponible, supprimant ainsi le maintien en position des grains individuels. En outre, un ameublissement éventuellement nécéssaire du chargement, est rendu impossible. Le maintien en position des grains individuels à l'intérieur du chargement peut également être assuré en opposant au flux du liquide, de bas en haut, un autre flux de liquide en sens opposé, les deux flux de liquides étant évacués ensemble par un dispositif d'écoulement, à la partie supérieure du chargement des grains. La masse liquide descendante et la résistance spécifique du chargement des grains, créent une force dirigée vers le bas, qui empêche le déplacement des grains individuels exposés à l'effet dynamique du flux montant. Cette façon de procéder a l'inconvénient de rendre nécessaire une masse liquide et une dépense d'énergie supplémentaires, ou seulement une dépense d'énergie supplémentaire. En utilisant une masse liquide supplémentaire, cette façon de procéder est d'un emploi limité. Pour assurer le déroment du procédé et les résultats du traitement réciproque facultatif d'un milieu liquide et d'une matière granuleuse, il y a donc lieu de rechercher une Position autant que possible invariable des grains individuels dans le tas. le but de la présente invention consiste à obtenir un procédé et un dispositif pour le traitement réciproque facultatif d'un milieu liquide et d'une matière granuleuse, dans lesquels le milieu liquide passe à travers la matière granuleuse de bas en hauts ne présentant pas les inconvénients des procédés et dispositifs connus, et évitant particulièrement les déplacements des grains individuels dans le tas, pendant la durée du traitement. Pour atteindre ce but, on propose, selon l'invention, que le traitement du milieu liquide et de la matière granuleuse s'effec- tue dans une zone à deux phases formées des deux composantes, cependant qu'en meme temps, une zone à trois phases stables, se trouvant immédiatement au-dessus de la zone à deux phases, de composantes solides, liquides ou gazeuses, exerce une pression empêchant la matière granuleuse de se déplacer dans la zone à deux phases. Afin d'avoir la possibilité de modifier l'effet dynamique exercé par la zone à trois phases stables, on propose en outre, dans le cadre de l'invention, de modifier une ou plusieurs des masses des composantes solides, liquides ou gazeuses formant la zone à trois phases. Etant donné que la zone à trois phases sert exclusivement à la production d'un effet dynamique sur la zone à deux phases, on propose, par une conception extensive de l'invention, pour assurer l'action de la zone à trois phases, que le milieu liquide montans à travers la zone à deur phases seit évacué par une installation se trcuvant dans la zone à deux phases, ou dans le plan de coltect entre 1 zone a deux phases et 1 zone à trois phases. L'evant@@@ porticulier du procédé conforne à l'invention consiste dans le lgit que, par les forces d'adhérence agissant enore les compos@imes, a G zone à trois phases, une stabilité est atteinte dans cette zone, de telle façon qu'elle puisse exercer un effet dynamique plus important que la force du flux montant s'enerçant sur les grains individuels de la zone à deux phases, et @'opposant à celle-ci. Du fait que les grains de la zone à trois phases, entourés d'un milieu liquide ou gazeux, ont un poids spécifique plus élevé que les grains de la zone à deux phases entour s exclusivement du milieu liquide, l'effet dynamiue suscité par l'adhérence est encore renforcé. Il est d'autre part avantageux que l'effet dynamique partant de la zone trois phases puisse être réglé à volonté par une modificatio de la surface des grains, ou par l'utIlisation de graine d'un roide spécifique diffzrent, de prfo,-rence plus faible. le déroulement du procédé conforme à l'invention s'effectue pafticulière:ent bien dans un dispositif qui se distingue par les caractéristiques suivantes Dans la partie inférieure d'un tacipier.t, est disposée une installation de distribution du milieu liquide à flux montant, audessus de laquelle se trouve une acne à deux phases, constituée par le milieu liquide et la matiez granuleuse, une zone à trois phases y visant suite, composée d1 milieu liquide, de la matière granuleuse et du milieu gazeux, et au-dessus de celle-ci, une zone gazeuse à une phase, le milieu liquide montant à travers la zone & aeux phases pouvant être évacué par une installation située dans la zone à deux phases, ou dans le plan de contact de celleci avec la zone à trois phases. l'invention est particulièrement utilisable dans le domaine des filtres d's'changeurs d'ions, et sera donc décrite plus en détail sur un tel filtre Dans un récipient 1, on introduit le milieu à traiter, dans le cas présent de l'eau, à travers une ouverture 2, en répartis- sant son flux montant à travers un fond à tuyères 3. Au-dessus de ce fond à tuyères 3, s'établit une zone à deux phases 4, formée par la matière granuleuse et le milieu liquide à traiter (eau). A cette zone à deux phases fait suite une zone à trois phases 5, qui est formée de matière granuleuse, de liquide (eau) et de gaz. la partie supérieure est formée d'un milieu gazeux 8. Dans la zone à deux phases 4, ou dans le plan de contact 6 entre la zone à deux phases et la zone à trois phases, sont prévues des installations évacuant le milieu liquide traité dans la zone à deux phases. Dans le procédé ci-dessus décrit, et dans le dispositif cité comme exemple pour son exécution, le traitement du milieu liquide et de la matière granuleuse s'effectue toujours dans la zone à deux phases formée de ces deux composantes. la zone à trois phases formée des composantes solides, liquides et gazeuses, sert exclusivement à l'établissement d'un effet dynamique sur la zone à deux phases, et à la suppression du déplacement des grains. Le volume de gaz se trouvant au-dessus de la zone à trois phases sert à empêcher le passage à travers la zone à trois phases, du liquide à flux montant de la zone à deux phases. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour le traitement réciproque facultatif d'un milieu liquide et d'une matière granuleuse, dans lequel le milieu liquide passe en montant à travers la matière granuleuse, caractérisé par le fait que le traitement du milieu liquide ou de la matière granuleuse s'effectue dans une zone à deux phases, formée de ces deux composantes, cependant qu'en meme temps, au-dessus de la zone à deux phases, des forces s'exercent dans une zone stable à trois phases, à composaiftes solides, liquides ou gazeuses, en vue d'empêcher un déplacement de la matière granuleuse. , 2 ) Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'effet dynamique exercé par la zone à trois phases, peut entre influencé par la modification de l'une ou de plusieurs des composantes solides, liquides ou gazeuses. ) ) Procédé d'après les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le milieu liquide est évacué par une installation située dans la zone à deux phases, ou dans le plan de contact de la zone à deux phases avec la zone à trois phases0 4 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la partie inférieure d'un récipient comporte une installation de répartition du flux montant du milieu liquide, au-dessus de laswuelle se trouve une zone à deux phases formée du milieu liquide et de la matière granuleuse, à laquelle fait suite une zone à trois phases composée du milieu liquide, de la matière granuleuse et d'un milieu gazeux, et, au-dessus de celle-ci, une zone gazeuse à une phase, le milieu liquide montant à travers la zone à deux phases, pouvant 8tre évacué par une installation se trouvant dans la zone à deux phases ou dans le plan de contact de la zone à deux phases avec la zone s trois phases.