Brevet FR2563844A1 — publié le 19851108

Procédé et dispositif de production et de stockage d'une saumure stérilisante. L'invention concerne la production et le stockage d'une saumure stérilisante à partir dune saumure obtenue par dissolution dans lteau de chlorure de sodium ou de potassium ou, plus généralement, constituée d'une solution aqueuse de chlorures alcalins, suffisamment concentrée pour conduire le courant électrique dans des conditions économiques. Les propriétés stérilisantes de la saumure traitée par électrolyse ont été longuement étudiées par la Demanderesse, qui.a déjà proposé, dansson brevetFR 2157021, l'électrolyse, dans un bac à sel, d'une solution de chlorure de sodium obtenue par dissolution de sel dans leau,le bac à sel étant associé à un appareil adoucisseur d'eau à résines cationiques fonctionnant en cycle sodique. Ce bac à sel fonctionne en discontinu avec un excès de sel solide, selon deux procédés : dissolution à contrecourant ou dissolution gravitaire. Dans l'un et l'autre cas, on constitue un stock tampon de saumure concentrée, voire saturée, à la température de fonctionnement de 1 'appareil. Cette saumure, ut:#1isée en discontinu, constitue la matière première indispensable à la régénération des résines cationiques, de même qu'à la production in situ de chlore, le chlore nais3ant se transformant en hypoohlo- rite, dont les propriétés stérilisantes sont bien connues. Certaines installations d'adoucissement fonctionnent à partir d'eau de mer et le procédé décrit est également applicable, mais il présente les inconvénients dus à la nature de l'eau de mer : présence de matières organiques oxydables, présence de bicarbonates à teneur variable en fonction de la température, présence de#magnésium,quî, dans les conditions réactionnelles, peut précipiter sous forme d#hydroxyde et dimitluerdans de fortes proportions la quan.tité de chlore produit, indépendamment de son caractère incrustant.Enfin, la faible concentration en chlorures de sodium et la présence de magnésium abaissent le rendement d'électrolyse, avec pour conséquence un appareillage plus complexe et un accroissement de la consommation d'énergie. La Demanderesse a poursuivi ses études en vue d'améliorer les conditions d'électrolyse, de limiter les consommations d'énergie et de réaliser ltélectrolyse avec un appareil simple, robuste et rustique, permettant d1 ajuster la concentration en hypochlorite au niveau de la demande et en créant et maintenant un stock de saumure stérilisante dans 'appareil lui-m#me. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de production et de stockage d'une saumure stérilisante, caractérisé en ce que l'on réalise une saumure saturée dans un premier compartiment d'un silo de stockage de sel alimenté en sel et en eau et en ce que l'on électrolyse cette saumure à l'intérieur dudit silo, dans un second compartiment distinct du premier compartiment, mais en communication avec celui-ci, de manière à stocker à l'intérieur même dudit silo le chlore et l'hypochlorite ainsi produits. L'invention a également pour objet un dispositif de production et de stockage d'une saumure stérilisante, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un silo comportant au moins un premier et un second compartiments en communication mutuelle, ledit premier compartiment comprenant un moyen d'alimentation en eau et un moyen d'alimentation en sel, tandis que le second compartiment comprend un système d'électrolyse de ladite saumure, immergé dans celle-ci, ledit silo comprenant en outre un moyen d'évacuation de ladite saumure stérilisante. Enfin, ledit silo joue le rôle de dégazeur. Un avantage essentiel du procédé et du dispositif conformesà l'invention réside dans le fait qu'une saumure saturée ou fortement concentrée a la résistivité la plus faible, et, par conséquent, une consommation énergétique minimale à l'unité d'hypochlorite produit, quel que soit éventuellement le degré d'usure des électrodes du système d'électrolyse. La forte concentratron9 voire la saturation de la saumure rend inutiles l'inversion de courant et/ou le réglage de l'écartement des électrodes. En outre, bien que l'électrolyse dégage de la chaleur celle-ci est éliminée par la saumure électrolysée et cette chaleur est absorbée par la masse constituée du sel à dissoudre et de la saumure d'imprégnation des cristaux, ce qui évite la formation de chlorate. La dispersion importante de lfhypochlorite dans la masse de sel prévient également la formation de chlorate. La circulation de saumure entre les deux compartiments du silo peut s'effectuer naturellement, mais, dans la pratique, il sera plus simple d'utiliser dans ce but une pompe ou un accélérateur de circulation. L'alimentation en sel du silo s'effectuera avantageusement par le haut, en disposant de préférence le compartiment contenant l'électrolyseur de façon telle qu'il puisse être visité à partir de l'orifice d'introduction du sel. On utilisera comme sel un sel exempt de composés alcalino-tereux, à faible teneur en matières insolubles dans l'eau et ne comprenant pratiquement pas de matières organiques oxydables, en vue d'obtenir les meilleures conditions de rendement électrolytique et de simplifier ltappareillage d'électrolyse. Le sel industriel existant dans le commerce répond à ces impératifs. L'alimentation en eau pourra s'effectuer à co-courant ou à contre-courant du sel. Cette eau pourra éventuellement être acidifiée, ce qui présente le double intérêt d'éviter la dissociation de l'hypochlorite et de faciliter notamment la stérilisation des eaux, en particulier des eaux de piscine. On peut de même ajouter à cette eau tout stabilisant ou adjuvant de l'hypochlorite. Comme électrolyseur,on pourra utiliser tout système dtdlectrolyse à électrodes métalliques ou en graphite disponible dans la technique. Les dessins schématiques annexés illustrent deux formes de mise en oeuvre de l'invention. Sur ces dessins: Les figures 1 et 2 sont des vues en élévation de deux dispositifs selon l'invention, à circulation d'eau et de sel1 respectivement à contre-courant et à co-courant, La figure 3 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1. Les dispositifs représentés sur les figures 1 et 2 comprennent un silo 1, muni à sa partie supérieure d'une ouverture 2 d'alimentation en sel. Une cloison 3 divise ce silo en deux compartiments: le compartiment 4 contient le sel 5 baignant dans la saumure, tandis que le compartiment 6, alimenté en saumure à partir du compartiment 4 par une ligne 7 équipée d'une pompe 8, contient un ensemble d'électrolyse 9 immergé dans la saumure. Dans le cas de la figure 1, une ligne d'eau douce 10 alimente un système de répartition 11, disposé en triangle à la base du compartiment 4. Ce dispositif peut aussi être disposé sous forme circulaire ou en étoile. La circulation d'eau se fait donc à contre-courant de l'alimentation en sel. Dans le dispositif représenté sur cette figure 1, l'évacuation vers l'utilisateur de la saumure stérilisante contenant l'hypochlorite s'effectue par une ligne 12 en dérivation sur la ligne 7 d'alimentation en saumure du compartiment 6. Dans le cas de la figure 2, la ligne 10 d'alimentation- en eau douce du silo alimente un système de pulvérisation 11', disposé en triangle à la partie supérieure du compartiment 4, donc par gravité, à co-courant avec l'alimentation en sel Ce dispositif peut aussi être disposé sous forme circulaire ou en étoile. L'évacuation de saumure stérilisante vers l'utilisateur s'effectue par une ligne 12' distincte du circuit 7 d'alimentation en saumure du compartiment 6. il va de soi que l'on peut utiliser indifféremment l'un ou l'autre des systèmes d'évacuation de saumure, à partir de l'un ou l'autre des compartiments 4 et 6 du silo. On notera que le compartiment 6 contenant l'élec- trolyseur 9 peut s'étendre verticalement ou horizontalement dans le silo 1. La Demanderesse a expérimenté durant plusieurs mois deux appareillages correspondant aux schémas des figures 1 et 2 et contenant chacun une tonne de sel solide. Ces appareils ont produit une saumure saturée contenant, rapporté aux ions chlorure (Cl ), 5 d'hypochlorite actif (ClO ). Ces performances ont été les plus faibles obtenues au cours de la période de marche. Bien évidemment, il a été possible d'obtenir, à la demande, des concentrations plus élevées. Toutefois, une telle concentration suffit pour les usages envisagés, tels que la stérilisation des eaux usées ou industrielles, éventuellement des eaux potables ou des eaux de piscine, voire des saumures utilisées dans l'industrie alimentaire. La production d'hypochlorite pouvait être ajustée à la demande par simple régulation de la quantité d'électricité. Il a également été constaté que l'usure des électrodes n'a pas modifié le rendement électrochimique et énergétique de l'appareillage. L'invention apporte donc un ensemble simple et à faible consommation d'énergie pour la production et le stockage d'une saumure stérilisante. PEVENDICATIONS 1.- Procédé de production et de stockage d'une saumure stérilisante, caractérisé en ce que l'on réalise une saumure saturée dans un premier compartiment (4) d'un silo (i) de stockage de sel alimenté en sel et en eau, et en ce que lton électrolyse cette saumure à l'intérieur dudit silo, dans un second compartiment (6) distinct du premier compartiment, mais en communication avec celui-ci, de manière à stocker, à l'intérieur même dudit silolthypochlorite ainsi produit. 2.- Dispositif de production et de stockage d'une saumure stérilisante, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un silo (1) comportant au moins un premier et un second compartiments (4 , 6) en communication mutuelle, ledit premier compartiment (4) comprenant un moyen d'alimentation en eau (10,10') et un moyen d'alimentation en sel (2), tandis que le second compartiment (6) comprend un système (9) d'électrolyse de la dite saumure immergé dans celle-ci, ledit silo comprenant en outre un moyen d'évacuation (12, 12') de ladite saumure stérilisante. 3.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second compartiment (6) contenant ltélec- trolyseur s'étend verticalement dans ledit silo (1). 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second compartiment (6) contenant l'électrolyseur s'étend horizontalement dans ledit silo (1). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les alimentations en eau et en sel du silo (1) s'effectuent à contre-courant. 6.- Dispositif selon l'une des revendications1 à 4, caractérisé en ce que les alimentations en eau et en sel du silo (1) s'effectuent à co-courant. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bac de stockage joue-le roule de dégazeur.