Brevet FR2137876A1 — publié le 19721229

L'invention est relative aux procédés et appareillages pour la mise en contact d'un liquide et d'un produit solide,par exemple la mise en contact de grains de résine échangeuse d'ions avec un liquide pour extraire les ions contenus dans ce liquide. L'invention est relative au genre de procédé et d'appareillage décrits dans le brevet anglais n" 1.070.251, appelé brièvement par la suite, lenbrevet anglais". D'une manière générale ce brevet anglais est relatif à un procédé dans lequel le solide franchit un certain nombre d'étages tandis que le liquide passe à contre-courant. L'écoulement de liquide est modifié cycliquement de sorte que: au cours d'une partie d'un cycle, du liquide s'écoule à contre-courant du sens d'écoulement du solide et fluidifie le solide dans les divers étages; au cours de la deuxième partie du cycle, ces conditions sont mises en repos et le solide se dépose dans le liquide dans chaque étage; et, au cours de la troisième partie du cycle, l'e-- coulement du liquide s'effectue en sens contraire de sorte que le solide déposé passe d'un étage à l'autre. La fréquence du cycle est commandée d'une manière fixe.Par conséquent, il est possible qu'un léger déséquilibre entre la vitesse d'amenée du solide et la vitesse à laquelle il parcourt le système puisse entrainer une diminution ou une augmentation progressive du niveau de solide dans le premier étage. Le système peut alors se vider ou s'engorger. Dans les deux cas on a une diminution de rendement du système. Un but de Invention est d'adapter à chaque instant la fréquence du cycle aux conditions régnant dans le système. Dans un procédé tel que celui rappelé ci-dessus, l'invention apporte un perfectionnement consistant à arrêter la première partie de chaque cycle lorsque le solide atteint dans le premier étage un niveau prédéterminé. L'appareillage conforme à l'invention comporte une cascade de mises en contact, constituée d'un certain nombre d'étages à partir d'un premier étage, de moyens pour amener du liquide dans la cascade dans un étage final, de moyens pour extraire du liquide de la cascade à partir de ce même étage, de moyens pour amener du solide au premier étage, d'un trop-plein de liquide à partir du premier étage, de moyens de commande pour commander d'une manière cyclique le début et la fin de l'amenée de liquide à la cascade et pour commander le début et la fin de l'extraction de liquide de la cascade, et de premiers moyens pour détecter lorsque le solide a atteint dans le premier étage un niveau prédéterminé et pour actionner le dispositif de commande pour arrêter l'amenée de liquide lorsque le solide a atteint ce niveau. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de deux de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe de l'extrémité supérieure d'une colonne conforme à l'invention, et -la figure 2 est une vue analogue d'une variante de cette colonne. L'extrémité supérieure de la colonne 10 de la figure 1 est entourée par une gouttière 12 munie d'une tubulure de sortie 14. Des particules de résine solide sont amenées à l'extrémité supérieure de la colonne 16 à travers un tube 16. Celui-ci est commandé par un ensemble de commande (non représenté sur la figure)qui agit de telle manière que le solide est amené en même temps que le liquide est refoulé vers le haut. Le solide, sous forme particulaire, constitue une couche sur le plateau supérieur de la colonne 17. L'ensemble de commande est actionné en fonction de signaux issus de deux ensembles détecteurs. Le premier ensemble détecteur 18 est un détecteur de niveau de liquide de constitution classique. Ce détecteur 18 a pour r81e de détecter le moment où le niveau de liquide dans la colonne tombe en aessous d'un niveau prédéterminé 20. Le second détecteur comporte une source de lumière 22 et une cellule photoélectrique 24. Au cours du fonctionnement de la colonne, les particules de solide sont amenées du tube 16 au plateau supérieur de la colonne 10. En même temps du liquide s'écoule vers le haut à travers la colonne en fluidifiant la couche de solide. L'excès de liquide déborde au-dessus de l'arête supérieure de la colonne 10 et est reçue par la gouttière 12 d'où il est évacué par la tubulure de sortie 14. L'amenée de solide à travers le tube 16 se poursuit jusqu'à ce que la surface supérieure de la couche fluidifiée atteigne une hauteur telle que l'espace situé entre la source de lumière 22 et la cellule photoélectrique 24 contienne assez de matière pour atténuer suffisamment le faisceau issu de la source de lumière. Lorsque ce faisceau est interrompu, un signai issu de la source photoélectrique parvient à l'ensemble de commande qui arrête alors l'écoulement de liquide à travers la colonne 10. Il s'établit alors une période de repos lorsqu'aucun liquide ne parvient au système. Le solide se dépose alors sur les plateaux comme sur le plateau 17. Après un intervalle de temps déterminé,l'ensemble de commande renverse le sens de l'écoulement de liquide, ce qui amène le transfert de solide le long des plaques. Le niveau de liquide baisse au cours de cet écoulement de sens inverse jusqu'au moment où le détecteur 18 détecte que ce niveau a baissé en dessous du niveau prédéterminé 20. L'ensemble de commande entre alors en action pour amener de nouveau le liquide à s'écouler vers le haut en fluidifiant les couches. Le cycle se répète ensuite. Dans le mode de réalisation de la figure 2, un détecteur de lumière n'est pas nécessaire. Dans ce cas l'évacuation de liquide s'effectue à travers une boite définie par une paroi 25 et dont la base est recouverte par un tamis 26. La tubulure de sortie de la boite est désignée par 27. Le détecteur 18 est là pour détecter lorsque le niveau de liquide est tombé au niveau 20. I1 est prévu aussi un autre détecteur de niveau de liquide 28 qui détecte le moment où le niveau de liquide atteint le niveau 29. Dans ce cas le cycle opératoire est le suivant. Pendant que le liquide s'écoule vers le haut et sort de la tubulure de sortie 27, du solide arrive par le tube 16. Le solide qui se trou ve sur le plateau 17 est fluidifié et finalement atteint le tamis 26 qui a des mailles suffisamment fines pour retenir le solide. Le tamis est alors colmaté par le solide et présente une augmentation de résistance à l'écoulement de liquide qui le traverse, ce qui accroft le niveau du liquide. Lorsque celui-ci atteint le niveau 29, le détecteur 28 envoie un signal à l'ensemble de commande pour arrêter l'arrivée du liquide. Après la période de repos habituelle, l'ensemble de commande commande le début de ltextraction qui est arrêtée, de la manière décrite ci-dessus, en réponse à un signal délivré par le détecteur 18. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs du-j à de ce qui précède,l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application etde réalisationqiL ait été plus spéciaément nvisaaés, elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes. -REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la mises en contact d'un produit solide avec un liquide, dans lequel le produit solide s'écoule en traversant un certain nombre d'étages tandis que le liquide s'écoule à contre-courant et dans lequel l'écoulement de liquide est modifié cycliquement, de sorte que: au cours d'une partie d'un cycle, du liquide s'écoule à contre-courant du sens d'écoulement du solide et fluidifie le solide dans les divers étages; au cours de la deuxième partie du cycle, ces conditions sont mises en repos et le solide se dépose dans le liquide dans chaque étage;et, au cours de la troisième partie du cycle, l'écoulement du liquide s'effectue en sens contraire de sorte que le solide déposé passe d'un étage à l'autre,le solide étant amené au premier étage, lesuel procédée-st caractérisé en ce que la fin de la première partie de chaque cycle est commandée au moment où le solide atteint, dans le premier étage, un niveau prédéterminé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une phase opératoire de détection par voie photoélectrique de la présence de solide au niveau prédéterminé. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des phases opFatoires de tamisage de l'écoulement sortant du premier étage de manière que le solide tendant à quitter le premier étage arrête l'écoulement de liquide et de détection de la présence de liquide à un emplacement prédéterminé fixant le niveau prédéterminé de solide. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fin de la troisième partie de chaque cycle est commandée lorsque le niveau de liquide dans le premier étage tombe à un niveau prédéterminé. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une phase opératoire de détection de la présence de liquide au niveau prédéterminé. 6.- Appareillage pour la mise en contact d'un produit solide et d'un liquide, caractérisé en ce qutil-comporte une cascade de mises en contact, constituée dtun certain nombre d'étages à partir d'un premier étage, de moyens pour amener du liquide dans la cascade dans un étage final, de moyens pour extraire du liquide de la cascade à partir de ce même étage, de moyens pour amener du solide au premier étage, d'un trop-plein de liquide = du premier étage, de moyens de commande pour commander d'une manière cyclique le début et la fin de l'amenée de liquide à la cascade et pour commander le début et la fin de l'extraction de liquide de la cascade, et de premiers moyens pour détecter lorsque le solide a atteint dans le premier étage un niveau prédéterminé et pour actionner le dispositif de commande pour arrêter l'amenée de liquide lorsque le solide a atteint ce niveau. 7.- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers moyens détecteurs sont constitués par un détecteur photosensible placé à la hauteur du niveau de solide prédéterminé. 8.- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers moyens détecteurs comportent des moyens pour tamiser l'écoulement de sortie, de manière que le solide arrête cet écoulement et fasse s'élever le niveau de liquide et qu'un détecteur de liquide est placé à un niveau prédéterminé. 9.- Appareillage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens détecteurs pour détecter le moment où le niveau de liquide dans le premier étage est tombé à un niveau prédéterminé, et pour actionner les moyens de commande pour commander l'extraction de liquide de la cascade, lorsque ce niveau est atteint.