BE459841A - - Google Patents

Description

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  MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUID'UNEDEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite:   IMPERIAL   CHEMICAL INDUSTRIES   LIMITER   Perfectionnements visant à empëcher   l'entartrage, par     l'eau.   



  Demande de brevet anglais dU 26 Août 1942 en laveur de   Mr.   J. E.   EDWARDS   et de la société dite : ALFLOC LIMITED. 



   Cette invention vise à empêcher l'entartrage des systèmes hydrauliques, par l'addition de certaines combinaisons de produits chimiques, soit organiques, soit inorganiques. 



   L'eau contient normalement des quantités variables d'impuretés, telles que des composés de calcium et de magnésium, des chlorures, des sulfates et des bicarbonates. Certains de ces composés sont responsables de la dureté permanente de l'eau, et d'autres, particulièrement les bicarbonates, sont responsables de la dureté temporaire qui est aisément précipitée par un quelconque des traitements permettant la décomposition du bicarbonate, comme le chauffage. 



   Le dépôt de solides dans des solutions a souvent lieu dans des systèmes hydrauliques tels que chaudières, vaporisateurs, échangeurs thermiques, et lorsque l'eau circule dans des conduites; il est dû à la précipitation de constituants facteurs de dureté dans l'eau qui est ou devient sursaturée de ces constituants ou qui est évaporée au-delà du point de saturation, La sursaturation peut être due entre autres à un traitement chimique pour l'élimination de la dureté au cours duquel la précipitation n'a pas été complète; elle peut être due aussi à l'évaporation ou la perte de bioxyde de calcium avec ou sans élévation de température ou au mélange d'eaux de compositions différentes, telles que de l'eau contenant une dureté permanente et de l'eau d'un pH supérieur à 8. 



  Le dépôt des solides peut se faire comme précipité au sein même de l'eau, ou comme entartrage sur des parois ou joints des récipients ou sur les surfaces chauffantes, et cet entartrage est très nuisible. 



   On sait que la formation de tartre peut être réduite dans des systèmes hydrauliques où de l'eau instable circule ou doit être chauffée en ajoutant une petite proportion, par exemple 2 à 5 parties par million de certains phosphates, en particulier d'hexamétaphosphate de sodium, soit seul, soit mélangé avec jusqu'à 10 parties par million d'extraits de tannin, ces quantités étant exprimées en poids par rapport au poids de l'eau. Ce traitement est connu sous le nom de traitement seuil, et il est efficace pour maintenir en solution une quantité de composés de sodium et de magnésium qui est considérablement plus grande que les quantités de réactif employé..

   Il est complètement distinct de la séparation qui inclut un traitement avec certains phosphates en 

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 Quantités considérablement en excès stoichiométrique sur le calcium et le magnésium présents, dans le but de supprimer leurs réactions ioniques. On sait aussi que la formation de tartre lors de l'ébullition de l'eau contenant du sulfate de calcium ou du carbonate de calcium peut être réduit en ajoutant une petite proportion de tannin, pyrogallol et acide   gallioue.   Bien due ces traitements soient souvent adéquats pour réduire la   @uantité   des incrustations et la fréquence avec laauelle les tubes et les surfaces d'échange de chaleur doivent être nettoyés , il reste encore une Quantité appréciable de tartre déposé. 



   La présente invention fournit un nouveau procédé pour réduire encore davantage la Quantité des incrustations ou la formation de tartre sur les surfaces et parois chauffantes des récipients ou conduites oui sont en contact avec de l'eau contenant des composés de calcium ou de magnésium en solution instable. On a trouvé maintenant qu'une réduction entièrement inattendue et considérable de la auantité de tartre provenant de telles eaux peut être obtenue en ajoutant à ces eaux -une combinaison particulière de phosphates et de certains produits chiminues organiques. 



   Suivant la présente invention, dans un procédé au cours   du@uel   de l'eau doit être utilisée dans des conditions dans lesquelles des composés de calcium et de magnésium sont susceptibles d'en être précipités, on réduit la précipitation de ces substances dans l'eau et l'entartrage des surfaces en contact avec l'eau en ajoutant à l'eau de petites   Quantités   d'au moins un polyphosphate soluble et   d'au   moins un polyphénol ou un produit de substitution nucléaire de celui-ci où au moins deux groupements hydroxyles nucléaires sont voisins. 



   Par un polyphosphate soluble on entend un polyphosphate qui est soluble dans l'eau au moins à la concentration à laquelle il est employé suivant l'invention, et oui contient deux ou plus de deux atomes de phosphore dans le radical acide. Les matières préférées sont les sels de sodium, de potassium et   d'ammonium,   particulièrement l'hexamétaphospha.te   Na6P6018   et le pyrophosphate Na4P207, mais des phosphates supérieurs peuvent aussi être employas. 



   Les polyphénols employés avec le polyphosphate suivant la présente invention sont des polyphénols contenant deux ou plus de deux groupements hydroxyles dont au moins deux sont voisins, des acides polyhydroxybenzoïques et des   polyhydroxy-acides   dibasiques carboxyliques contenant deux ou plus de deux groupements hydroxyles nucléaires dont au moins deux sont voisins, et aussi des sels solubles de ces acides et des produits de substitution des produits cités plus haut qui contiennent les groupements ortho-dihydroxyles caractéristioues. Les substances préférées sont l'acide gallique, le pyrogallol et le catéchol.

   La plupart des eaux traitées de cette façon sont légèrement alcalines et   à-cause   de   cela   les acides cités plus haut peuvent être présents ou être employés sous forme de sels tels que le gallate de sodium. Le polyphosphate et le polyphénol ou le produit de substitution nucléaire de celui-ci peuvent être ajoutés à l'eau séparément ou en combinaison. 



   Le procédé est applicable à des eaux à dureté   temporai-   re qui sont susceptibles de donner des précipités par suite'de pertes d'anhydride carbonique par chauffage. Il est aussi applicable à des eaux qui ont été traitées   chimiauement   pour éliminer la dureté par exemple par le procédé chaux-soude, dans les cas où l'eau traitée est encore sursaturée de composés de calcium et/ou de magnésium. Il peut être utilisé lorsque l'eau est employée dans toutes les formes d'échangeurs thermiques, tels oue économiseurs dans les installations de chaudières, systèmes de refroidissement à eau et partout où un courant dans des conduites d'eau est sus- ceptible de produire des précipitations.

   Par réduction de précipi- 

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 tation ou d'entartrage on entend l'élimination partielle ou complète des précipitationsdans l'eau ou la suppression de   l'adhérence   des solides   précipiter   aux surfaces des conduites et récipients en contact avec l'eau. 



   Un cas particulier où cette invention est applicable est un système de refroidissement,par retour d'eau tel qu'il est fréquemment employé avec des condenseurs où l'eau chaude est refroidie pour le réemploi en traversant un bassin d'arrosage ou une tour de réfrigération ; la sursaturation dans de tels systèmes peut être due à la perte de C02 ou à l'évaporation d'eau. Le procédé peut être employé même avec des systèmes ou un certain entartrage a déjà eu lieu et en ce cas il diminuera la formation ultérieure de tartre et en certains cas il peut même -redissoudre le tartre formé antérieurement. Il peut être employé avec des eaux de ville, des eaux de pluie et des eaux de mer. 



   Les quantités d'alcool polyhydrique ou du produit de substitution nucléaire de celui-fi et de   polyphospha.te   que l'on doit ajouter dépendent de la nature et de la quantité des sels présents dans l'eau qui doit être traitée et aussi du composé phénolique particulier et du polyphosphate qui sont employés. En général la ouantité de composé phénolique   sera 'de   moins de 20 parties par million de parties d'eau à traiter et la quantité de polyphosphate sera de moins de 10 parties par million. 



   L'invention est illustrée, sans y être limitée, par les exemples suivants, dans lesquels toutes les parties sont en poids,et l'avantage obtenu est montré par des comparaisons avec le poids de tartre dans des conditions correspondantes, lorsque le procédé de la présente invention n'est pas employé. 



  EXEMPLE 1. 



   Dans ce système, de l'eau contenant 260 parties, de dureté par million, dont 70 parties par million sous forme de carbonate normal (par exemple une solution sursaturée au-taux d'environ 50 parties par million),et contenant aussi un faible excès d'alcalinité due au bicarbonate,de sodium, était employée à refroidir un liquide chaud et circulait à la vitesse d'environ 20 cm par minute dans un serpentin en matériau résistant à la corrosion et plongé dans un bain de liquide chaud. L'eau entrait dans le serpentin à 20 C. et en sortait à plus de 90 C, et traversait le serpentin pendant 10 heures. 



   Cinq conditions de comparaison ont été réalisées avec la même eau afin de montrer l'effet de la présente invention, et pour chaque cas la quantité de tartre formée dans le serpentin dans les conditions citées plus haut   a   été déterminée. Les résultats   sui-   vants furent obtenus : Dans le premier cas, sans traitement, le tartre formé représentait 400 parties. Dans le second cas, 9 parties d'acide gallique furent ajoutées par million de parties d'eau; dans les mêmes conditions qu'auparavant, 100 parties de tartre se formèrent. Dans le troisième et le quatrième cas, de   l'hexamétaphos-   pha.te de sodium commercial fut employé à raison de 1 et de 10 parties par million et les quantités de tartre formé furent respec-   tivement   de 200 et de 50 parties.

   Dans le cinquième cas, 9 pa.rties par million d'acide gallique et 1 partie par million d'hexamétaphosphate de sodium commercial furent employées comme 'décrit dans la présente invention, et la quantité de tartre formé fut seulement de 10 parties. 



  EXEMPLE 2. 



  Un serpentin en acier doux fut employé avec la même eau, à la même vitesse et la même température que dans l'exemple 1. On faisait circuler l'eau à travers le serpentin, la refroidissait de nouveau et la faisait encore une fois circuler. Sans ajouter quoi que ce soit à l'eau, du tartre se formait à une vitesse de 50 par- 

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 ties par heure. Avec addition à l'eau de 8 parties   pr   million d'acide gallique et 1 partie par million de pyrophosphate de sodium, le tartre ne se formait plus au'à une vitesse de 14 parties par heure. 



    REVENDICATIONS S   
1) Procédé pour réduire la précipitation de composés de calcium et de magnésium dans l'eau et la formation de tartre, comprenant l'addition à l'eau d'une faible   nuantité,   pnr exemple 1-10 parties par million d'au moins un polyphosphate soluble et d'une faible quantité, par exemple 5-20 parties par million d'au moins un polyphénol ou d'un produit de substitution   nucléaire   de celui-ci, dans lequel au moins deux groupements nucléaires hydroxyles sont voisins.

Claims (1)

1. 2) Procédé suivant la revendication 1, dans lequel l'hexamétaphosphate de sodium et l'acide galliaue sont employés.

   @ 3) Procédé pour..réduire la précipitation des composés de calcium et de sodium dans l'eau et la formation de tartre, en substance comme décrit ci-dessus avec référence à chacun des exemples précités.

   4) De l'eau contenant une faible quantité, par exemple 1-10 parties par million d'un polyphosph?te soluble et une faible quantité, par exemple 5-20 parties par million d'un polyphénol, de préférence de l'acide galliaue.