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Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour l'épuration des eaux ?industrielles. pour extraire des eaux industrielles les sels qu'elles contiennent, en dissolution, et dont la présence provoque de graves inconvénients, dans certains emplois de l'eau et notamment dans les chaudières et dans les appareils évaporatoires, divers procédés généralement chimiques, sont actuellement employés.
La présente intention est relative à un procédé physique ou physico-chimique qui permet d'éliminer en presque totalité les sels incrustants contenus dans les eaux usuelles.
Ces sels sont soit des sels en dissolution simple, soit des sels pour lesquels la présence d'un corps étranger avec le- quel ils sont liés physiquement ou chimiquement, facilite la dissolution.
:loue l'effet de l'élévation de température , au moment de l'introduction de l'eau dans la chaudière ou un autre appareil chauffant, les sels de la deuxième catégorie se séparent du corps étranger avec lequel ils sont liés, et la diminution de solubilité qui en résulte, provoque les dépôts incrustant.s.
S'est ce qui se produit notamment pour les carbonates qui sont
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présents dans l'eau sousforme de bicarbonates solubles , et que l'élévation de température, a pour effet de séparer de l'anhydride carbonique, avec régénération en carbonates simples. Après cette décomposition, les carbonates, moins solubles que les bicarbonates, sont en sursaturation dans l'eau et se déposent sur les parois sous forme d' incrustations.
Fn application de cette propriété, il a été employé dans certains cas, un procédé d'épuration partielle de l'eau qui con - siste @ simplement à la chauffer dans des caisses de dé- cantation préalable et laisser déposer ainsi une partie des carbo- nates régénérés. Mais ce procédé est loin d'être suffisamment ef- ficace, et ce manque d'efficacité est du tout particulièrement au fait que si les carbonates sont moins solubles dans l'eau que les bicarbonates, ils n'en conservent pas moins une certaine solubi- lité aux températures de 0 à 100 C auxquelles ils sont soumis dans les caisses de décantation à chaud.
Une quantité assez importante de carbonates peste dans l'eau et l'expérience prouve qu'elle se dépose ensuite sur les parois de la chaudière.
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La présente invention résulte d'une étude particulière de la loi de solubilité des corps incrustants, étude qui a pour conclu- sion que la solubilité de nombreux sels croit parfois avec -.la température pour atteindre une valeur maximum qui pour les uns - comme le sulfate de chaux - est aux environs de 35 C , et pour les autre- - comme le carbonate de chaux - est aux environs de 100 , puis décroit, lorsqu'on augmente la température à plus de 100 , rouepression par conséquent,
Cette diminution de solubilité qui est parfois très rapide arrive même à une valeur nulle lorqqu'une certaine température et une certaine pression, sont atteintes.
C'est cette annulation de solubilité à une certaine tempé- rature et sous une certaine pression, qui est utilisée dans la présente invention':
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L'eau, mise sous la pression et chauffée à la température déterminée, est mise en état d'effectuer les décompositions né- cessaires et notamment de libérer l'anhydride carbonique et les autres gaz qu'elle contient. out en restant à la température et sous la pression adop- tées pour dépasser l'état d'insolubilité des sels à éliminer, cette eau est ensuite filtrée dansun filtre d'un type connu, par exemple un filtre à silex, à sable, à matière, poreuse, etc, de manière à déposer les sels Rendus oinsolubles.
L'eau qui est restituée après le filtre, est ainsi filtrée de manière physique et physico-chimique, et il suffit d'avoir dépassé l'état pression température " correspondant à la solu- @ bilité nulle des selsque l'on veut éliminer, pour que l'eau en
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soit e,ainsi-complètement débarrassée.
L'application de ce procédé peut être faite de plusieurs façons, par exemple en restituant l'eau directement à la chaudière, ou à la pression atmosphérique, en récupérant ou non les calories contenues dans l'eau épurée, etc, sans que cela modifie 1 ''\invention .
Au'dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, les 2 figs se rapportent à deux appareils conformes à la pré- sente Invention.
Dans la fig. l, l'eau brute prise par une pompe 1 est refoulée sous la pression adoptée'dans un échangeur 2 où elle s'échauffe en absorbant la chaleur de l'eau de sortie, puis elle est introduite dans un réchauffeur à barbottage 3 où elle est portée à la température choisie qui correspond évidemment à,la pression de régime adoptée.
Pour faciliter l'évacuation des gaz, un plan d'eau est réalisé grâce à un flotteur 4 qui règle l'introduction de vapeur, et un purgeur 5 de gaz parfaits du type des purgeurs d'air, évacue l'anhydride carbonique, l'oxygène, l'air et tous les gaz lib érés.
Après le barbotteur, l'eau traverse le filtre 6 où elle abandonne les sels rendus insolubles, puis l'échangeur où l'eau de
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sortie abandonne une partie de ses calorie- à l'eau d'entrée, de manière à ramener l'eau de sortie à une température intérieure à 100 C, pour ne pas dégager de vapeur au moment de sa libéra - tion à la pression atmosphérique.
Grâce à un circuit d'inversion, le filtre 6 est périodi- quement lavé, soit avec de l'eau brute, soit avec de l'eau épurée, de manière à évacuer à l'extérieur, les sels qui s'y sont déposés.
La présente invention ne se limite pas à l'épuration consé- cutive à la décomposition des sels solubles par simple échauffer ment de l' eau.
Cette décomposition peut aussi être exécutée chimiquement par l'adjonction de matières étrangères, pourvu que l'état pres- sion- température, adopté avant le filtrage, soit tel que les corps libérés ou précipités, soient complètement insolubles sous cet état.
L'appareil de la fig. 1, pour épuration' physique et physico-chimique, permet l'élimination des carbonates par simple échauffement, tandis que l'élimination des sulfates incrustants se fait par transformation de ceux-ci en carbonates par l'apport, dans le barbotteur, d'un réactif, par exemple du carbonate de soude.
Les carbonates ainsi formés chimiquement viennent s'a - jouter à ceux résultant de la transformation des bicarbonates , mais comme ils obéissent tous à la même loi d'insolubilité to - tale sous un certain état " pression - température " supérieur à l'état"pression atmosphérique - 100 " , ils se déposent ensemble dans le filtre, si cet état de régime est adopté.
Dans cet appareil, on chasse ainsi à la fois les carbo - nates provenant des bicarbonates, et ceux provenant des sul- fate? , et il ne reste dans l'eau que le résultat de la décompo- sition chimique par le réactif , résultat qui est choisi suf- fisamment soluble pour n'être pas gênant.
Tour réaliser une transformation chimique convenable , l'apportddu réactif est dosé en fonction de la quantité d'eau
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épurer. Une réalisation de ce doseur est donnée à titre t'exemple sur la tige l, où @ dealer un doseur par gravité du type -adopté pour les compteurs d'eau, 8 une pompe d'injection. dosant l'eau injectée en fonction de l'eau débitée, 9 un satura - ' leur à réactif dans lequel se trouve un panier 10 contenant les cristaux de réactif et autour duquel arrive l'eau injectée par la pompe 8 , 11 @un vviseur de débit d'eau saturée de réactif à . la température de régime adoptée.
Une disposition analogue pourrait être adoptée pour doser tout autre produit, par exemple du phosphate dissodique ou trisso- dique, de la chaux, de l'aluminate de baryte, etc, pourvu que le sel précipité résultant de la réaction chimique, soit insoluble dans l'eau, à l'état " pression - température" adopté.
Il est possible aussi de disposer l'appareil épurateur en 'dérivation sur la chaudière ou sur l'appareil évaporatoire à pro- téger.
Dans ce cas, l'eau est prélevée au voisinage du lieu où les incrustations pourraient commencer à devenir dangereuses et cette eau " dérivée " subit un traitement analogue à l'un de ceux qui ont été décrits "précédemment Il suffit que la pression de la chaudière soit égale ou supérieure à la pression correspondant à l'état " pression - température " pour lequel la solubilité des sels à éliminer est nulle ,pour que le même résultat soit atteint.
'La fig. 2 représente une telle disposition dans laquelle
12 désigne une pompe de circulation, 13 une arrivée facultative de réactif, 14 un filtre , 15 unccircuit de lessivage dudit filtre.
La disposition peut être complétée par un dispositif de chicanage, de compartimentage, un flotteur de surface, etc, placé à proxi- mité de la dérigation de manière à placer l'eau à traiter, dans les meilleures conditions physiques favorables à la précipitation, des Sels'.
Pour faciliter la précipitation, on peut aussi surchauffer l'eau entre la générateur et le filtre, ou bien placer dans le circuit, un corps capable d'amorcer la cristallisation. D'autres
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variantespeuvent être apportéessans pour cela sortir du cadre du présent brevet.
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Résumé
1 Procédé d'épuration des eaux industrielles, danslequel les sels dissous dans l'eau, sont rendus insolubles par décompo - sition physique ou chimique, et sont ensuite retenus par filtrage, ces opérations ayan lieu sous un état pression-température plus élevé que l'état correspondant à la pression atmosphérique et choisi de telle façon que sous cet état, la solubilité dans l'eau, des produits résultants, soit nulle.
2 Le traitement de l'eau par ce procédé, peut avoir lieu soit avant l'alimentation des appareils évaporatoires, soit immé- diatement avant eux dans le circuit d' alimentation, soit en déri- vation sur les appareils eux-mêmes ; d'une manière générale, en un lieu quelconque et -sous une disposition quelconque, pourvu qu'en ce lieu règnent une pression et une température, correspondant à la solubilité nulle des sels éliminer.
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