Brevet FR2301302A1 — publié le 19760917

La présente invention est relative aux techniques de séparation de matériaux granuleux de densités différentes, notassent, mais non exclusivement,quand deux matériaux de densité différentes sont situés dans une enceinte close, dans laquelle on doit successivement, les utiliser simultanément à l'état mélangé, puis les soumettre séparément et l'un après l'autre à un traitement de nettoyage ou de régénération; Un exemple d'application de l'invention est celui des installations de déminéralisation des liquides sur des lits de résines cationiques et anioniques mélangés, installations dans lesquelles lesdites résines arrivant à saturation doivent être séparées et régénérées chacune son tour dans l'enceinte meme contenant les lits de déminéralisation.On va, par commodité, se référer dans la description de l'invention à cette application, étant entendu qu'il ne s'agit que d'un exemple non limitatif. Le procédé selon l'invention consiste, pour l'essentiel à par le mélange de résines dans une capacité verticale présentant deux zones superposées, une zone inférieure d'un volume au moins suffisant pour contenir la totalité des deux résines et une zone supérieure d'un volume au moins égal au volume de la résine la plus légère en expansion, la section horizontale de la zone supérieure étant supérieure à celle de la zone inférieure , et à faire circuler de bas en haut à travers cette capacité un liquide tel que liteau, dans lequel les deux résines passent en suspension, la résine la plus légère passant dans la zone supérieure, tandis que la résine la plus lourde demeure dans la zone inférieure, puis à interrompre cette circulation et laisser décanter les deux résines dans la zone inférieure eù elles forment deux couches superposées ; il est alors possible de faire subir à chaque résine successivement un traitement tel qu une régénération. Pour reconstituer le lit mélangé, on envoie de bas en haut un courant d'air comprimé qui brasse les deux couches ensemble. L'appafeillage selonl 'invention se compose essentiellement d'une capacité verticale formée de deux zones superposées communiquant entre elles, la zone supérieure ayant une section supérieure à celle de la zone inférieure, des conduites débouchant d'une part dans le fond de la zone inférieure et d'autre part dans le sommet de la zone supérieure, ainsi que des moyens pour brancher ces conduites respectivement sur une alimentation et une évacuation d'eau et sur une alimentation et une évacuation d'air, ainsi que des conduites débouchant à divers niveaux dans la zone inférieure ayec des moyens pour brancher ces conduites sur des alimentations et des évacuations de réactifs de régénération et d'eau de rinçage,respectlivesent. L'invention sera mieux comprise grâce à la descriptzon complémentaire suivante, correspondant au dessin annexé, qui illustre une réalisationnde l'appareillage selon l'invention. Sur ce dessin, la capacité 1 se compose d'une première zone cylindrique verticale ou zone inférieure 2 et d'une seconde zone cylindrique verticale ou zone supérieure 3. La section horizontale de la zone 3 est nettement supérieure à celle de la zone 2. Dans le fond de la zone 2 débouche une conduite 4 pouvant être connectée au choix à une alimentation en eau 5 ou en air 6, ou à une évacuation 7. -Ala partie supérieure de la zone 3 débouche une conduite 8 pouvant être connectée au choix à une évacuation d'eau 9 , à une évacuation d'air 10, ou à une alimentation en liquide à traiter 11. Enfin, à des niveaux superposés de la zone 2,correspondantaux volumes respectifs de chaque matière à séparer, débouchent des conduites 12 et 13 susceptibles d'être connectées respectivement au choix à une alimentation en réactif de régénération 14 ou 15, ou à une sourced'eau de rinçage 16. L'utilisation de cet appareillage peut être par exemple la saivante., si l'on se réfère à une installation de déminéralisation d'eau : eau L'appareil -étant prêt au fonctionnement, un mélange approprié de résine d'échange de cations et de résine d'échange d'anion remplit la plus grande partie de la zone inférieure 2 de la capacité 1. L'eau à déminéraliser est introduite par II, traveSe le lit mélangé des résines et est recueillie par 7, toutes les autres conduites étant fermées. Quand les résines sont saturées, on procède selon lsin- vention à une séparation desréines,en introduisant de l'eau par la conduite 5, et en l'évacuant par la conduite 9, toutes les autres conduites étant fermées. Cette introduction de bas en haut détermine l'entraînement des résines par le courant d'eau, mais du fait que la section transversale de la zone 3 est plus grande que celle de la zone 2, la vitesse ascensionnelle de l'eau dans la zone 3 est proportionnellement plus faible que dans la zone , et il en résulte que les particules de résine d'échange d'anion, plus légères que les particules de résine d'échange de cation, sont seules entrainées jusque dans la zone 3,tandis que lespatticules de résines d'échange de cation demeurent seules dans la zone 2.Les deux résines forment donc deux suspensions séparées, situées respectivement chacune dans l'une des deux zones de la capacité I. Si l'on interrompt alors l'alimentation en eau par 5, le mouvement ascentionnel de l'eau va cesser, et en milieu calme, les particules de résines vont se stratifier, les plus - formant une couche inférieure, et les plus légères une couche supérieure dans la zone 2, dont le volume est suffisant pour contenir la totalité des deux résines. AInsi,le niveau de la conduite 13 correspondau sommet de la couche de résine d'échange de cations, tandis que lé niveau de la conduite 12 correspond au sommet de la couche de résine d'échange d'anions, qui repose sur la précédente. Il est alors possible de procéder séparément à la régénération de chaque résine - dans un premier cycle, on introduit une solution de soude par la conduite 14, et on l'évacue par la conduite 13, puis quand la régénération de la résine d'échange d'anions est achevée on introduit de l'eau de rinçage par 16 et d2 et on l'dvacue également par 15. - dans un secona cycle, on introduit une solution d'acide de régénération par la conduite 15, et on l'évacue par la conduite 7, puis quand la régénérationde la résine d'échange de cations est achevée, on introduit de l'eau de rinçage par 16 et 13 et on l'évacue également par 7. Quand les deux résines ont été régénérées séparément, il faut reconstituer le lit mélangé, et pour cela on introduit de l'air comprimé par 6,ce qui provoque un remous des deux lits superposés et leur brassage suffisant, tandis que l'air s'échappe par l'évent 10. Le lit reconstitué est alors prêt à fonctionner à nouveau. Il peut à cet effet, soit demeurer sur place, comsc décrit précédemmerit, soit être envoyé dans un appareil séparé pour le traitement de tout liquide approprié. Bien entendu cette application n'est donnée qu'à titre d'exemple, et la même installation peut servir à la séparation par stratification de tout mélange de particules de densités différentes. REVENDICATIONS 1. Prodédé pour la séparation d'un mélange de matières granuleuses de densités différentes, caractérisé en ce qu'on place ledit mélange dans l:ne capacité verticale présentant deux zones superposées , unezone inférieure d'un volume au moins suffisant pour contenir la totalité des deux matières et une zone supé rieure d'un volume au moins egal au volume de la matière la plus légère en expansion, la section hotizonta::e de la zone supérieure étant supérieure à celle de lazone inférieure, et à faire circuler de bas en haut à travers cette capacité un liquide tel que l'eau, dans lequel les deux matières passent en suspension, la matière la plus légère passant dans la zone supérieure tandis que la matière la plus lourde demeure dans la zone inférieure, puis à interrompre cette circulation et laisser décanter les deux matières dans la zone inférieure où elles forment deux couches superposées 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qutà l'issue de la séparation des deux matières, on fait subir à chacune séparément un traitement de nettoyage ou de régénéra tion, puis on reconstitue le mélange par passage de bas en haut d'un courant d'air comprimé rebrassant ensemble les deux matières sétacées. 3. Appareillage pour la mise en oeuvre du-procedé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu il se compose essentiellement d'une capacité verticale forméede deux zones superposées communiquant entre elles, la zone supérieure ayant une section supérieure à celle de la zone inférieure, des conduites débouchant d'une part dans le fond de la zone inférieure et d'autre part dans le sommmet de la zone supérieure, ainsi que des moyens pour brancher ces conduites respectivement sur une alimentation et une évacuation d'air, ainsi que des conduites débouchant à divers niveaux dans la zone inférieure avec des moyens pour brancher ces conduites sur des alimentations et des évacuations de réactifs de régénération et d'eau de rinçage ,respectivement. 4. Application du procédé et de l'appareillage selon les revendica tions 1 à 3, à la séparation et à la régénération d'un lit mélangé de résines d'échange de cations et d'anions.