Brevet FR2535220A1 — publié le 19840504

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGENERATION AUTOMATIQUE DE CARTOUCHES D'ECHANGEURS D'IONS La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour assurer la régénération automatique de cartouches d'échangeurs d'ions. Actuellement, les cartouches des échangeurs d'ions industriels sont retournées à l'usine pour être régénérées ou sont remplacées selon un système d'échange standard par des cartouches neuves ou régénérées. Un tel système nécessite la mise en place d'une organisation, entraine des pertes de temps importantes et des coûts de manutention et de transport élevés. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un procédé automatique de régénération des cartouches d'échangeurs d'ions, ainsi qu'une station automatique pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une telle station a l'avantage de supprimer le transport des cartouches et de permettre à l'utilisateur d'effectuer automatiquement leur régénération sans que cela ne perturbe le fonctionnement de ces échangeurs. En effet, la station de conception compacte peut être montée à proximité des échangeurs, et les cartouches peuvent être raccordées à la station de régénération au moment où cela perturbe le moins l'exploitation. Le but de la présente invention est atteint par le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que l'on fait subir aux cartouches d'échangeurs d'ions au moins un rinçage programmé de durée prédéterminée, à contre-courant, au moyen d'eau et de réactifs appropriés. Selon une forme de mise en oeuvre préférée, un dispositif de commande électronique commande une pompe centrale agencée pour injecter des liquides de rinçage et/ou des réactifs à travers les cartouches d'échangeurs, et au moins deux vannes qui ouvrent ou ferment respectivement l'arrivée de liquide de rinçage et/ou de réactifs en fonction d'un programme préétabli et d'informations locales transmises par les débitmètres montés sur les circuits d'amenée d'eau et/ou de réactifs. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte un châssis équipé d'organes pour supporter et connecter au moins une cartouche contenant des échangeurs d'ions à régénérer, une pompe centrale, des vannes de commande agencées pour injecter à contre-courant des liquides de rinçage et/ou des réactifs dans ladite cartouche et un dispositif de commande électronique programmable, agencé pour commander le déroulement du programme de régénération et pour déterminer la durée des phases de ce programme. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif ci-dessus comporte des débitmètres agencés pour mesurer de façon précise -le débit des liquides de rinçage et/ou des réactifs et pour transmettre des signaux correspondants au dispositif de commande électronique. Le dispositif comporte avantageusement un ensemble de circuits individuels, comprenant chacun, montés en série, une vanne de réglage du débit, une cartouche d'échangeurs d'ions. à régénérer, un débitmètre et une vanne manuelle de coupure du circuit. La vanne de réglage du débit est de préférence actionnée manuellement, mais pourrait également être réglée par un circuit de commande ou de contrôle. Les débitmètres sont de préférence des débitmètres de type connu, comportant un tube transparent gradué, légèrement conique, à l'intérieur duquel se déplace un pointeau conique. Toutefois, ces débitmètres pourraient être remplacés par tout autre dispositif approprié, par exemple des débitmètres à affichage nu mérique. Les circuits individuels sont connectés en parallèle entre d'une part, la sortie de la pompe centrale et d'autre part, un conduit de retour commun aux différents circuits, des produits de rinçage et/ou des réactifs. Par ailleurs, le dispositif comporte une première série de vannes com mandées et une deuxième série de vannes commandées. Les vannes de la première série ont leurs sorties raccordées à l'entrée de la pompe centrale et leurs entrées respectivement connectées aux sorties correspondantes du réservoir contenant les produits de rinçage et/ou les réactifs. Les vannes de la seconde série ont leurs entrées raccordées à la sortie du conduit de retour commun des circuits individuels et leurs sorties connectées aux entrées correspondantes des réservoirs contenant les produits de rinçage et/ou les réactifs. Chaque vanne de la première série de vannes correspond à une vanne de la seconde série de vannes commandées et à un réservoir contenant un produit déterminé servant soit au rinçage, soit à la régénération des cartouches d'échangeurs d'ions. Selon un mode de réalisation préféré, ces vannes commandées sont pneumatiques et sont alimentées par un générateur d'air comprimé monté sur le châssis du dispositif. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré-et du dessin annexé, dans lequel La figure 1 représente une vue schématique illustrant le dispositif selon l'invention et notamment les connexions entre les différents circuits, La figure 2 représente une vue de la face avant du dispositif selon l'invention et des différents composants montés sur cette face avant, et La figure 3 représente une vue de la face arrière et des composants correspondants du dispositif selon l'invention. En référence aux figures, le dispositif 10 est monté sur un châssis se composant de deux colonnes latérales 11 et 12 et d'un panneau central 13 fixé entre les colonnes latérales 11 et 12, et portant les composants entrant dans la composition du dispositif décrit. Ce dispositif comporte essentiellement une première série de trois vannes commandées 14, 15 et 16, dont les entrées respectives 14a, 15a et 16a sont reliées aux sorties de trois réservoirs 17, 18 et 19 contenant, par exemple, respectivement de l'eau, de l'acide chlorhydrique et de la soude caustique. Bien entendu, le nombre des vannes et le nombre des réservoirs contenant des liquides de rinçage et/ou des réactifs n'est pas limité à trois et dépend de l'installation générale dans laquelle le dispositif décrit est monté. Les sorties 14b, 15b, 16b des vannes com mandées 14, 15 et 16 sont connectées en parallèle à l'entrée 20 d'une pompe centrale 21. Le dispositif comporte par ailleurs une deuxième série de vannes commandées 22, 23 et 24 identiques et correspondant respectivement aux vannes commandées 14, 15 et 16. Ces vannes sont de préférence pneumatiques, mais peuvent également être commandées automatiquement par des électroaimants ou par tout autre moyen connu. Les sorties respectives 22a, 23a et 24a des vannes commandées 22, 23 et 24 sont raccordées respectivement aux entrées des réservoirs correspond dants 17, 18 et 19. Les entrées 22b, 23b et 24b des vannes correspondantes 22, 23 et 24 sont connectées en parallèle à un conduit de retour 25 commun aux circuits individuels (décrits ci-dessous) et correspondant chacun à une cartouche d'échangeur d'ions à régénérer 26, 27, 28 et 29. Ces circuits individuels sont tous connectés en parallèle à la sortie 30 de la pompe centrale 21. Ils sont identiques et comportent chacun -une vanne de réglage manuelle 31 du débit à travers le circuit, un dé bitmètre 32 de type connu et une vanne manuelle 33 de coupure du circuit. Les sorties des vannes de coupure 33 sont connectées en parallèle sur le conduit de retour 25. Les débitmètres sont de préférence constitués par des tubes transparents gradués légèrement coniques, à l'intérieur desquels se déplace un pointeau conique qui obture plus ou moins le tube conique selon sa position en hauteur, position correspondant à un débit déterminé. Pour effectuer la régénération d'un groupe de quatre cartouches d'échangeurs d'ions 26, 27, 28, 29 mises en place et raccordées au dispositif décrit, l'opérateur enclenche tout d'abord l'une des touches du présélecteur 34, agissant sur la commande programmée logée dans le boîtier 35. Les phases de la régénération sont les suivantes - Les vannes commandées 14 et 22, en communication avec le réservoir d'eau de rinçage 17, s'ouvrent et la pompe centrale 21 est entraînée par un moteur approprié (non représenté). - Si les quatre circuits représentés par la fig. 1 sont en service, les quatre vannes de coupure 33 sont obligatoirement ouvertes. Toute fois, ces vannes permettent de couper l'un des circuits, par exemple lorsque l'opérateur n'envisage de régénérer qu'un nombre inférieur à quatre échangeurs d'ions. - L'opérateur règle manuellement le débit, en agissant sur les vannes 31 et en contrôlant la valeur du débit sur les débitmètres 32. - L'eau de rinçage ayant traversé les différents circuits montés en parallèle et récupérés par le conduit de retour 25, elle traverse la vanne commandée 22 et retourne au réservoir 14. Cette première phase de rinçage peut durer par exemple cinq minutes. A la fin de cette phase, les vannes 14 et 22 sont simultanément fermées et la pompe 21 s'arrête. Cette première phase est ensuite remplacée par une phase de régénération, au cours de laquelle les vannes 15 et 23 ou 16 et 24 (selon le type de régénération à effectuer) s'ouvrent simulta nément, et la pompe 21 envoie le réactif approprié à travers les circuits individuels correspondants aux différentes cartouches d'échangeurs d'ions. Le dispositif de commande programmé 35 effectue ensuite alternativement des phases de rinçage et des phases de régénération, dont la durée est déterminée par avance. Les fig. 2 et 3 montrent les différents composants du dispositif décrit ci-dessus montés de part et d'autre du panneau central 13 de ce dispositif. Les cartouches 26, 27, 28 et 29 sont raccordées de façon connue en soi à leur base par un système de raccordement à pointeau 36, et à leur sommet par des conduits souples 37. Les vannes commandées sont du type pneumatique et sont de préférence alimentées par un compresseur 38 monté sur le châssis du dispositif. Une plaque de base 39 porte des supports 40 contenant les pointeaux de raccordement 36 des différentes cartouches d'échangeurs d'ions 26, 27, 28 et 29. Des bras 41 fixés perpendiculairement à la plaque 13 assurent en liaison avec des sangles ou des courroies 42 le maintien en place desdites cartouches.La face antérieure du dispositif porte essentiellement les organes de commande tels que le présélecteur 34 pourvu de différentes touches 43 qui permettent de pré sélectionner le type de régénération à laquelle sont soumises les cartouches, empêchant ainsi toute erreur de manipulation, notamment l'injection dans les cartouches de réactifs non appropriés. Cette face antérieure porte également le boitier 35 de la commande programmée ainsi que la batterie de vannes de réglage de débit 33 dont chacune est montée sur un tronçon de tube 44 d'un des circuits individuels correspondant respectivement à chacune des cartouches d'échangeurs. Les débitmètres 32 sont également disposés sur cette face avant et comportent des tronçons tubulaires transparents coniques à l'intérieur desquels peuvent se déplacer les pointeaux 45. Sur la face arrière du panneau 13, sont montés les différents tuyaux qui constituent les circuits du dispositif. Sur la plaque de base ou plateforme 39 sont montés notamment la pompe 21 et son moteur d'entraînement, le groupe compresseur 38 et les deux séries de vannes commandées 14, 15, 16 et 22, 23, 24. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au dispositif représenté. Elle peut subir de nombreuses modifications et se présenter sous différentes variantes évidentes pour l'homme de l'art. En particulier, le nombre de circuits individuels et par conséquent de cartouches à régénérer par cycle de travail n'est pas limité à quatre mais peut être soit inférieur soit supérieur à ce nombre. De même, certains concepts de réalisation utilisés dans la présente demande, peuvent être remplacés par d'autres. Certains réglages manuels peuvent être faits automatiquement. La commande pneumatique peut être remplacée par une commande hydraulique ou par une commande électromagnétique. Revendications 1. Procédé de régénération automatique de cartouches d'échangeurs d'ions, caractérisé en ce que l'on fait subir, auxdites cartouches d'échangeurs d'ions, au moins un rinçage programmé de durée prédéterminée à contrecourant, au moyen d'eau et de réactifs appropriés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif de commande électronique commande une pompe centrale agencée pour injecter des liquides de rinçage et/ou des réactifs à travers des cartouches d'échangeurs, et au moins deux vannes qui ouvrent ou ferment respectivement les arrivées d'eau et de réactifs en fonction d'un programme préétabli et d'informations locales transmises par des débitmètres montés sur les circuits d'amenée d'eau et/ou de réactifs. 3. Dispositifpourlamiseen oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis équipé d'organes pour supporter et connecter au moins une cartouche contenant des échangeurs d'ions à régénérer, une pompe centrale et des vannes de commande agencées pour injecter à contre-courant des liquides de rinçage et/ou des réactifs dans ladite cartouche, et un dispositif de commande électronique programmable agencé pour commander le déroulement du programme de régénération et pour déterminer la durée des phases de ce programme. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des débitmètres agencés pour mesurer le débit des liquides de rinçage et/ou des réactifs, et pour transmettre des signaux correspondants au dispositif de commande électronique. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de circuits individuels, comprenant chacun, montés en série, une vanne de réglage du débit, une cartouche d'échangeurs d'ions à régénérer, un débitmètre et une vanne manuelle de coupure du circuit. 6. Dispositif.selon la revendication S, caractérisé en ce que les circuits individuels sont connectés en parallèle entre d'une part, la sor tie de la pompe centrale et d'autre part, un conduit de retour commun des produits de rinçage et/ou des réactifs. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une première série de vannes commandées et une deuxième série de vannes commandées, les vannes de la première série ayant leurs sorties raccordées à l'entrée de la pompe centrale et leurs entrées respectivement connectées aux sorties correspondantes de réservoirs contenant les produits de rin çage et/ou les réactifs, et les vannes de la seconde série ayant leurs entrées raccordées à la sortie du conduit de retour commun des circuits individuels et leurs sorties aux entrées correspondantes desdits réservoirs. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à chaque vanne de la première série de vannes commandées correspond une vanne de la seconde série de vannes commandées, ainsi qu'un réservoir contenant un produit déterminé de rinçage et/ou de réactifs. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les vannes commandées sont des vannes pneumatiques alimentées par un générateur d'air comprimé monté sur le châssis du dispositif.