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carbon
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water
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chlorine
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carbon12
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HORS
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carbon11
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Gene Or Protein
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ETRE
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Est-a
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DANS
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Cou
(1)
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Fert
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Generic
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acid
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carbons
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chloramines
(1)
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Physical
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18 tonnes
(1)
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de 1500 m
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de 30 minutes
(1)
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25 percent
(1)
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Organism
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conta
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522987A1
Family ID 2405132
Probable Assignee Westvaco Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA REGENERATION PERIODIQUE D'UNE
COLONNE D'ADSORPTION
Abstract
_________________________________________________________________
UNE COLONNE D'ADSORPTION PAR carbon ACTIVE 10 POUR LE TRAITEMENT
D'water RESIDUAIRES EST STERILISEE ETOU REGENEREE EN CONTINU PAR
QUANTITES PULSEES DE carbon CORRESPONDANT A 5 A 25 DE LA carbon DANS
LA COLONNE DE TRAVAIL ALTERNATIVEMENT TRANSFEREES DE LA FACE D'ARRIVEE
DE LA COLONNE A L'UNE DE DEUX CUVES DE SOUFFLAGE HORS COURANT POUR
ETRE TRAITEES PAR LA VAPEUR ET RAMENEES A LA FACE DE SORTIE DE LA
COLONNE DE TRAVAIL LORS DU TRANSFERT PROGRAMME SUIVANT.
Description
_________________________________________________________________
Procede et dispositif pour la regeneration periodique d'une colonne
d'adsorption.
La presente invention concerne des systemes d'adsorption par carbon
active pour enlever certains composes ou conta- minants dans des
courants d'water et d'autres liquides De facon plus specifique, la
presente invention concerne un procede et un dispositif pour la
regeneration et la steri- lisation periodiques en continu du carbon
active utilise dans le lit d'une colonne d'adsorption.
Le carbon active est une substance obtenue a partir du charbon, du
bois et d'autres produits carbons, ayant une grande porosite, une
grande permeabilite et une grande sur- face de pores Du fait de cette
grande surface de pores, le carbon active est un excellent agent pour
adsorber dans l'water des composes organiques et certains composes
inorga- niques dissous Lorsque de tels composes ayant de l'affinite
pour le carbon sont consideres comme contaminants d'un cou- rant
d'water, les contaminants peuvent etre enleves en faisant simplement
circuler le courant d'water en contact avec un lit ou une boue de
carbon active.
Les lits de carbon active conviennent egalement pour enle- ver, par
filtration, les bacteries dans les courants d'water potable et d'water
utilisee dans les processus industriels.
Il en resulte toutefois que les bacteries piegees par le lit de carbon
y trouvent un climat favorable a leur croissance et a leur
proliferation Au fur et a mesure que les colonies de bacteries se
developpent dans le lit de carbon, le debit du courant est limite et
le courant d'water sortant du lit est contamine.
Les produits desinfectants tels que chlorine, chlorine et chloramines,
qui sont normalement utilises pour controler le developpement des
bacteries, sont inefficaces dans un-lit de carbon active du fait de la
neutralisation du desinfectant par adsorption par le carbon.
En consequence,le developpement des bacteries a l'interieur d'un lit
de carbon active doit etre controle par des moyens tels que de
frequents lavages a contre-courant, suivis par un lavage par un
caustique et une sterilisation a la vapeur.
Toutefois, on ne peut effectuer de lavages a contre-courant que dans
des lits non confines, c'est-a-dire dans le cas o les volumes de
carbon en contact d'adsorption sont con- tenus dans des cuves de
volume notablement superieur Les lits filtrants tasses, dans lesquels
le lit de carbon occupe pratiquement tout le volume de la cuve, ne
peuvent etre laves a contre-courant Dans ces cas, on doit utiliser la
vapeur et/ou un caustique.
Independamment du colmatage des lits de carbon confines et des
problemes de sterilisation resultant du developpement des bacteries in
situ, chaque particule ou grain de carbon active peut etre considere
comme un recipient individuel.
Nonobstant l'affinite du carbon active pour certains composes, sa
capacite d'adsorption est limitee Le recipient constitue par la
particule arrive a etre plein: on dit qu'il est sature ou epuise Dans
ce cas, la particule n'a plus de valeur en tant qu'adsorbant et doit
etre, soit remplacee, soit regeneree.
La regeneration du carbon active est un processus dans le- quel les
composes adsorbes sont retires de leur combinaison avec les particules
de carbon, c'est-a-dire que le recipient constitue par la particule
est vide de son contenu Dans la regeneration thermique, on chauffe le
carbon avec des produits de combustion jusqu'a des temperatures
comprises entre 800 et 10000 C dans une atmosphere controlee afin de
detruire par la chaleur les composes adsorbes Dans la regeneration par
la vapeur, outre la sterilisation ainsi obtenue, les contaminants
adsorbes sont desorbes du carbon par chauffage du lit au point
d'ebullition des contaminants.
Dans la regenaration chimique, on met en contact le carbon use avec
une solution aqueuse d'acide ou de caustiquacid extre- mement reactive
pour faire reagir le compose adsorbe et l'amener en solution dans un
liquide pouvant etre pompe.
Du fait de la chaleur ou'des reactions chimiques considera- bles
impliquees dans cette regeneration, le processus de regeneration n'est
normalement pas effectue dans la cuve contenant le lit adsorbant Les
cuves standards d'adsorption par contact avec des courants liquides
sont fabriquees en acier doux et recoivent un revetement interieur peu
couteux resistant a l'abrasion et aux produits chimiques Si la cuve
doit etre utilisee pour l'etuvage ou la regeneration des charges de
carbon, la totalite de la cuve doit normale- ment etre fabriquee en un
materiau resistant a la chaleur et aux produits chimiques,par exemple
de-l'acier inoxydable.
En outre, s'il est essentiel que le courant d'water traite soit
continu, on doit multiplier le nombre de cuves d'adsorp-
tion,'regeneration de facon que le traitement du courant puisse
continuer a travers un lit de carbon actif pendant le temps pendant
lequel un lit de carbon use est regenere.
La multiplication des cuves d'adsorption dans un systeme de traitement
est souvent necessaire pour d'autres considera- tions, par exemple
l'enlevement d'une cuve de la ligne de traitement pour l'enlevement
par'lavage a contre-courant du lit de carbon des filtrats non adsorbes
et pour les perio- des de sterilisation par chauffage a la vapeur
Lorsque le cout de plusieurs cuves d'adsorption, chacune etant sur-
dimensionnee a des fins de lavage a contre-courant, est combine avec
le cout de realisation de toutes ces cuves en acier inoxydable, la
possibilite de regeneration du carbon in situ est difficile a
justifier economiquement.
C'est en consequence un but de la presente invention de proposer la
realisation et le fonctionnement d'un systeme d'adsorption par carbon
active permettant un traitement pratiquement continu, qui n'exige
qu'une seule cuve d'adsorp- tion en acier doux et deux cuves de
soufflage en acier ino- xydable considerablement plus petites pour le
lavage, la sterilisation et la regeneration du carbon in situ, ainsi
que pour le transfert du carbon.
Un autre but de l'invention est de reduire au minimum la dimension et
la valeur de l'equipement exige pour un atelier de sterilisation et de
refeneration a la vapeur et suffi- sant pour supporter un lit de
traitement par carbon active.
Un autre but de l'invention permet un fonctionnement d'ad- sorption
pratiquement ininterrompu avec une seule cuve d'adsorption. La
presente invention decrit un lit d'adsorption au carbon a courant
ascendant, dans lequel on effectue un enlevement periodique (ou pulse)
d'une fraction de la charge totale du carbon du lit.
Apres l'enlevement periodique d'une certaine carbon use du fond ou
face d'arrivee du lit, on depose sur le sommet ou face de sortie du
lit une quantite pratiquement egale de carbon neuf ou regenere.
La carbon use est transportee par liquide par une tuyauterie de
liaison depuis le fond de la cuve d'adsorp- tion jusqu'a l'interieur
d'une premiere de deux petites cuves de soufflage en acier inoxydable
La cuve de soufflage chargee est alors isolee de la cuve d'adsorption
par la fermeture de vannes appropriees et on admet a l'interieur un
agent approprie de sterilisation et de regeneration, tel que vapeur,
solvant, acide ou caustiquacid Un tel traitement de sterilisation et
de regeneration exige normalement une duree prolongee pendant laquelle
le lit d'adsorption fonc- tionne normalement, La charge de carbon
sterile et regeneree qui remplace la charge usee a l'interieur de la
cuve d'adsorption est souf- flee par pression pneumatique ou
hydraulique depuis l'autre des deux cuves de soufflage.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la descrip- tion
detaillee, donnee ci-apres a titre d'exemple seulement, d'une
realisation preferee en liaison avec le dessin joint, sur lequel la
figure unique illustre un schema hydraulique du systeme de base de
l'invention.
L'invention comprend fondamentalement une cuve classique de pression
en acier doux 10, recouverte d'un revetement approprie pour recevoir
un lit a courant ascendant de carbon active granulaire A titre
indicatif, la cuve 10 peut rece- voir 18 tonnes de carbon active pour
traiter par adsorption un courant de 1500 m 3 par jour d'water
residuaires avec un temps de contact de 30 minutes.
Des raccordements appropries sur la cuve 10 recoivent des conduits
pour le courant arrivant d'water brute 100 au voisinage du fond de la
cuve 10 et pour le courant traite sortant 200 au voisinage du sommet
de la cuve Des collecteurs de trans- fert de carbon 20 sont egalement
raccordes a la cuve 10 au fond de celleci et un collecteur 30 est
raccorde au sommet de la cuve.
Une cuve de stockage du carbon11 constitue un reservoir sans pression
pour le carbon use a enlever du systeme pour s'en debarrasser ou pour
effectuer un traitement de regeneration ne ressortissant pas du
present systeme Le tuyau 22 raccorde la cuve de carbon use 11 au
collecteur d'enlevement de carbon 20 Un extracteur i 1 est actionne
par un equipement de pression hydraulique 60 pour faciliter
l'enlevement du carbon de la cuve de stockage 11.
La cuve de stockage de carbon12 constitue un reservoir sans pression
pour le carbon neuf ou regenere a ajouter au systeme pour compenser
les pertes par attrition ou pour remplacer le carbon enleve Un tuyau
32 raccorde la cuve de stockage du carbon neuf 12 au collecteur
d'amenee du carbon neuf 30, Un extracteur 62 facilite ce transfert.
Les deux cuves de soufflage 13 et 14 sont des cuves de pression en
acier inoxydable rpratiquement identiques, chacune ayant une carbon
correspondant a environ 5 a 25 percent du volume du lit d'adsorption
10, augmente d'un volume pour la dilatation resultant du lavage a
contrecourant Des conduits 23 et 24,equipes de vannes,raccordent les
cuves de soufflage respectives au collecteur d'enlevement du car- bone
20 et des conduits 33 et 34,equipes de vannesraccor- dent
respectivement les cuves de soufflage au collecteur d'amenee du carbon
30.
Un systeme de tuyauteries 40 raccorde selectivement les deux cuves de
soufflage 13 et 14 a des sources appropriees d'agent de regeneration,
qui peuvent etre la vapeur, un solvant, un acide ou un caustiquacid Le
systeme represente suggere un trajet ascendant de l'agent de
regeneration, mais il est bien entendu que certaines conditions ou
certaines circons- tances du systeme peuvent imposer un trajet
descendant.
Le systeme 50 d'evacuation de l'agent de regeneration peut comporter
un condenseur de vapeur ou une cuve de recuperation de l'agent de
regeneration use Un tel dispositif peut etre extremement utile pour
recuperer certains composes thermiquement volatils qui peuvent
constituer des dangers pour l'environnement La regeneration a la
vapeur extrait les composes du carbon pour les transporter dans le
con- denseur 15 L'extraction par la chaleur du courant charge des
vapeurs de ces composes fait passer les composes toxiques en solution
ou en melange avec le condensat resultant pour permettre une
evacuation controlee.
En fonctionnement normal ou stable du present systeme, un courant
regle d'water brute 100 arrive dans le fond de la colonne d'adsorption
a courant ascendant 10 L'effluent traite 200 est evacue du sommet de
la colonne.
Periodiquement, par exemple tous les jours, on ouvre la vanne
d'isolation 21 du collecteur d'enlevement, tandis que la vanne
d'arrivee est maintenue ouverte pour permettre un transport descendant
turbulent du carbon use depuis la face d'arrivee de la colonne
d'adsorption Cecarbon use est dirige du collecteur 20 dans la cuve de
soufflage qui se trouve vide, par exemple 13 Lorsque la cuve de
soufflage 13 est completement chargee, on ferme la vanne d'isolation
21 et on ouvre la vanne d'isolation 31 pour recevoir de l'autre cuve
de soufflage 14 une quantite correspondante de carbon regenere Lorsque
le transfert est termine, on ferme a nouveau la vanne d'isolation 31
et la colonne d'adsorption et le courant d'water traitee retournent a
leur fonctionnement normal. Lorsqu'on a termine le transfert de la
charge de carbon use a la cuve de soufflage 13, cette cuve est isolee
des collecteurs 20 et 30 et le processus de regeneration commence.
En fonction de l'importance de la charge, du type de celle- ci et du
degre de saturation, le processus de regeneration peut exiger 1 a 10
heures Dans de nombreux cas, le pro- cessus de regeneration s'effectue
par desorption chimique ou par solvant Dans d'autres cas aussi
nombreux, il suffit d'une regeneration a la vapeur En tout cas, la
periode de regeneration ne se prolonge pas davantage qu'il n'est
programme Lorsque le processus est termine, la charge rege- neree est
prete pour recharger la colonne d'adsorption lors de la periode
programmee suivante.
Claims
_________________________________________________________________
Revendications.
1 Procede pour regenerer un materiau d'adsorption utilise dans une
colonne de traitement de liquide par adsorption, caracterise en ce
que: A on amene un courant de liquide (100) sur une face d'une colonne
verticale (10) de materiau adsorbant; B on enleve un effluent (200) de
l'autre face de cette colonne verticale; C on enleve periodiquement de
la premiere face de la colonne une fraction du materiau d'adsorption
use et on le depose dans une premiere cuve de pression auxiliaire (13,
14); D on remplit la colonne (10) par son autre face avec une fraction
similaire du materiau d'adsorption regenere enleve de la deuxieme cuve
de pression auxiliaire (14, 13); et E on regenere le materiau use dans
la premiere cuve pendant la periode separant deux enlevements
successifs de materiau, grace a quoi la portion de materiau use dans
la premiere cuve retiree lors d'un premier transfert devient la
portion de materiau regenere fournie par Ladeuxieme cuve lors d'un
deuxieme transfert
2 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que la
regeneration du materiau use est un processus de vapori- sation pour
sterilisation a la vapeur, comportant une con- densation dans un
reservoir ferme de la vapeur sortant du processus.
3 Dispositif pour enlever par adsorption des composes selec- tionnes
d'un courant de liquide, caracterise en ce qu'il comporte: A une cuve
verticale de contact sous pression (10) chargee d'une colonne de
materiau d'adsorption en particules; B un conduit d'arrivee (100),
equipe d'une vanne, a une extremite de cette cuve de contact et un
conduit d'evacuation (200), equipe d'une vanne, a l'autre extremite; C
un premier collecteur (20) raccordant la premiere extre- mite de la
cuve de contact (10) a au moins deux cuves de regeneration (13, 14),
ces cuves de regeneration ayant res- pectivement un volume inferieur a
celui de la colonne du materiau adsorbant; D un deuxieme collecteur
(30) raccordant l'autre extremite de la cuve de contact a ces deux
cuves de regeneration; E des vannes d'isolation dans les collecteurs
respectifs et dans les tuyauteries raccordant ces collecteurs respec-
tifs a chacune des cuves pour isoler selectivement ces cuves des
collecteurs; et F des moyens d'amenee d'agents de regeneration du
materiau adsorbant (40) alternativement raccordes aux deux cuves de
regeneration (13, 14).
4 Dispositif selon la revendication 3, caracterise en ce qu'il
comporte des moyens d'echange thermique en recipient clos (15) pour
condenser les vapeurs chaudes d'agent de regeneration,
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