Brevet FR2017002A1 — publié le 19700515

La présente invention concerne un support pour les membranes utilisées principalement dans les usines, de dessalement V de l'eau par osmose inverse. On a déjà utilisé âvec succès des supports poretD: e 5 fibres de verre dans des usines pilotes d'omose inverse pendant quelques années. Ces supports sont- solides et résistent à la corrosion, mais sont relativement onéreux et nécessitent ."un appareilla ge de production compliqué. Un inconvénient des produits formée; de fibres de verre enroulées est la difficulté de confectionner 10 des coudes-pour les tubes. Souvent,' 1 s 'travail âoit "Itre achevé à la main, ce qui augmente "les frais et la durée de 'fabrication. L'invention "a principalement pour but", de procurer un support peu onéreux et résistant à la corrosion pour les membranes destinées à l'osmose inverse. 15 ...... L'invention a pour objet un support à pores ouverts comprenant des parois supportant des membranes poux* osmose inversa qui est caractérisé en ce qu'il consiste en particules d^iin© charge enrobées de résine et unies entre elles» L'invention est illustrée par la description d'un® 20 forme de réalisation préférée donnée ci-après à titre d-n exemple uniquement avec référence au dessin annexé dans lequel s Fig. 1 est un---diagramme illustrant 1 e■-priiieip.e pes3-mettant d'extraire de l'eau fraîche h partir d'eau de mer ou d'eau souillée par osmose inverse, et 25 . . Fig. 2 est une vue en perspective ©t en coup© d'un support tubulaire pour osmose invers© faisant l'objet de l'inven-, tion. La Fig. 1 représente un système tubulaire d'osmose inverse typique. De l'eau de aer ou de l'eau souillée est pompée 30 dans une batterie de support tubulaire 1 par une pompe 2 exerçant une pression d'au moins 0,7 kg/cm et pouvant atteindre 105 kg/cm1" Les tubes supportent des membranes pour osmose invers© qui sont faites d'habitude "d'un acétate de cellulose modifié*, à savoir un acétate'de cellulose modifié par de l'acétone'et du perehlorate 35 de magnésium aqueux. Les parois des tubes supportant les membranes pour osmose inverse doivent pouvoir résister à la pression exercée par la' pompe et doivent permettre à Ifeau pure 3 âe s'échapper et de se rassembler dans une cuvette M) La Fig. 2 représente une forme de réalisation où BAD ORIGINAL 69 28915 2017002 le support tubulaire 10 comprend quatre lumièresaxiales lia. £© support'tubulaire est produit par coulée et. permet, donc. de- nombr^u-ses formes de réalisation. Les parois.-12 ayant l'épaisseur.13 -eomprernîent des particules d'une charge l1* qui sont ..^nrolbées.-.d'-u-îe 5 xêsin® organique 15 au moyen de laquelle les particules de résina Sont unies - les imas aux autres. . "Une!solution de résina habituellement additionnes d*ua 'c&talyseas est ..appliqua® en earoteg® -sur les-particules de la eli&3?ge «d© saaière • que .chacune d® celles-ci porte: .une mince couche 10.- sèsfe© iioa.-^le&ziisée... la ...composition particulaire résultante e~t • sfeuïl© air- est. coulés-dans un .moule de .la forme voulue. • Le-moule ■-est • alors- chauffé ea "îuô de-; la "-vulcanisation de la. .résine. - La Yuleaxiisatioa -transforme -le mélange- de ..charge et de .-ïjsine, eonte-aaafc m\ catalyseur en un support tubulaire ^.à ?, g©re§;; fçu-i, « 2.5 - --rigide et résistant 9 constitué par les particules de . via charge ônroSéâs-.de résine et urnes; outre elles..,-î«e -support tu-"biliaire-10 eoapart©-eatr© lejs-.particules de charge..enrobées-çte ré-. siu@ àm pores- 16-qui laissent. 3.5 aehapper l'eau pur® .«^i...a,.traversé la umaîômsfè .tpour .os&oé© .tepsjpse 17 supportée par .la_.f3e.ft -intér-20 -rieur® des parais» ,-.- . ; - •. - . ,. -:\zWÏ y - •- -" :r" . -iLors-de la iml^aaisafeion. de la.- miner eoughf rdf . résine, ,les, particules,. de -charge s'unissent >; eatre;3 pèlle&» -ïl ast qu® .îtoja p'éut. .agir .sur -.la-nature et-la.-qua&tjLté de - -résiné) saï le -èalibfe dss particules, d-e - la charge et .st^r., lapais-â'5 s@u3? .dftB parois posai? modifier - -b-s©u$cup -la résistance @t:-la .porosité dû support -tabulaire.' Tout©foiss pour .une certaine «barge..et. une esït&ine rési-ae3 la .--solidité du tube augmente et sa porosité dimi-- axa© à. mesures- que la--teneur ,©n résine. s'élève. - ., . . Les résines phénollques sont préférées parc e,..jqu'-el-30" les sont peu onéreuses -.et - f acils-s. à obtenir, - sous une forme-futile. -ï'1 est possible -d'.utiliser des résines phénolfques ■ - premier stafit (réso-ls) ou. dss résines phénoliquss 4® -.second s'iade (ao«"ôla.ques). D'autres résines classiques qu'on peat-utiliser pour 3f l'earobaga- mat les trcfeers polyglycidyliques .(voir Lee and Hevilla, Haadboofe- of Epoxy Résina*, McGraw-.Hill, 1966, en particulier chapitre àjs polyesters (¥.oir .Bjo.rksten, Polyester and ïheir Applications. Reinhold Publishing Corporation, 1.956» page 1034), les silicones et polystyrènes (voir Brydson, Plastic Mate-UO riais. D. Van Nostrand Company, 1966,'chapitres 25 et 13), les BAD ORIGINAL 69 28915 2017002 pôlyimides et polyamide-imides (voir Frost and Bower, "Aromatic Pôlyimides", J. Polymer- Science, Part A, volume 1, 1963> pages 3135-3150 et brevets des Etats-Unis d'Amérique n°3.179'631, 3.179•632, 3.179.633 et 3-179.63^ pour les pôlyimides et le 5 brevet des Etats-Unis d'Amérique n°3.179»635 pour les polyamide-imides). Des solvants qui se sont révélés utiles aux fins de l'invention sont de manière générale les alcools, comme le métha-nol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol etc., les cétones, 10 comme l'acétone, les hydrocarbures aromatiques, comme le xylène, le toluène, le benzène et ainsi de suite, et les solvants organiques normalement liquides de la classe des N,N-dialkylcarboxyla-mides,comme le diméthylacétamide etc. Il est toutefois évident que le solyant mis en oeuvre doit être propre à dissoudre la ré-15 sine utilisée. La plupart de ces résines sont vulcanisables Jusqu'à l'état solide par chauffage Jusqu'à leur température de vulcanisation en présence d'un catalyseur de polymérisation approprié. Des exemples de ces catalyseurs sont pour une résine phénolique 20 l'hexaméthylènetétramine, le formaldéhyde, le paraformaldéhyde, le furfuraldéhyde, l'acétaldéhyde, les polyméthylolphénols, et les sels de métaux alcalins et alcalino-terreux des polyméthylolphénols. * Dans le cas d'une résine époxyde, des catalyseurs convenables sont le dicyanodiamide, le borate de triéthanolamine> la métaphénylène 25 diamine, la diphénylamine, la mélamine, la quinoléine, l'hexaméthylènetétramine, l'urée et des urées substituées comme des alkyl-urées, par exemple la tétraéthylurée et les guanidines. Pour les polyesters, des exemples de Catalyseurs appropriés sont le peroxyde de benzoyle,le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyléthylcé-30 tone, 1'hydroperoxyde de t-butyle, l'ascaridole, le perbenzoate de t-butyle, le diperphtalate de di-t-butyle, les ozonides et ainsi de suite. Pour une résine de silicone, des catalyseurs convenables sont par exemple le peroxyde de dicumyle, le peroxyde de benzoyles le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyléthylcétone, l'hy-35 droperoxyde de t-butyle, le diperphtalate de di-t-butyle, les ozonides etc. Dans le cas des polystyrènes, des catalyseurs appropriés sont par exemple le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, 1'hydroperoxyde de t-butyle, le peroxyde de di-t-butyle et le perbenzoate' de t-butyle. **0 Les particules de charge finement divisées utilisées 69 28915 2017.002 suivant l'invention peuvent être sphériques, ovales, cubiques ou irrégulières. Des exemples de chargesparticulaire?appropriées sont le sable, le zircon, le quartz, le béryle, le talc', le verre, le calcaire, le silicate de calcium et diverses autres charges de 5 caractère granulaire. Des produits particulièrement convenables sont des charges légères comme des perles de verre sphériques creuses, la vermiculite, la perlite expansée, et la pierre ponce broyée, la granulométrie préférée s'échelonne de 50 à 150 microns. Les proportions de résine varient avec la nature 10 de la charge et sa.finesse. Par exemple, pour le sable, la quantité de résine est 'de 2 à 18$ du poids de la charge enrobée et pour le zircon, elle est de 1 à 10$ en poids. • Les charges légères requièrent des pourcentages pondéraux proportionnellement plus élevés de résine. Sur base volumique, la quantité de résine doit être 1? d'environ à 32$ pour les charges énumérées. 69 28915 5 2017002 REVENDICATIONS. 1 - Support à pores ouverts comprenant des. parois supportant des membranes pour osmose inverse, caractérisé en ce que le support consiste en particules d'un© charge enrobée, de résine et unies entre elles. 5 2 - Support suivant la revendication 15 caractérisé en ce que les"-particules de charge ont une. gramloraé trie de AO à ?00 microns. 3 - Support, suivant la revendication 1 ou 2S caractérisé en ce que les particules, çle ehargs sont choisies païffii-. le 10 sable, le-zircon, 1#quarts, ; le •blr-yl05 1© taloj- le verr@? les ■ perles de verre- creuses sphêriqu@%., la perlit© • h - Support suivant la revendication 13 2 ou 3> ca-10 ractérisé en oe que la résine poire l'enrobage est choisie parmi les résines phénoliques3 les éth©?g polygljeidyîiquesj l&s polyesters, les résines de silie©nes les polystyrènes5 les pôlyimides et les polyamide-imidega 5 - Support suivant les revendications 19 2 ou 15 3» caractérisé en ce que la résine ûe l'enrobage ©at une- résine phénolique représentant 2 à 180 du poids âes particules 5e,« charge enrobées de résine, la charge étant constitué© par du sable d'une granulome trie de 5*0 à 100 microns „ 6 - Support h. pores ouverts8 en substance, comme décrit 20 ci-dessus avec référence au dessin aanexéo \ BAD omo34 M.