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Présenté au Salon 36 heures des pros de l‘eau du Québec, le 21 mars 2014 PowerPoint Presentation
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Présenté au Salon 36 heures des pros de l‘eau du Québec, le 21 mars 2014

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L’application & les avantages d’un adoucisseur d’eau équipé de la résine cationique Purolite ® SSTC60ᴹᴰ Technologie enveloppe mince ( Shallow Shell). Présenté au Salon 36 heures des pros de l‘eau du Québec, le 21 mars 2014

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Presentation Transcript
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L’application & les avantages d’un adoucisseur d’eau équipé de la résine cationique Purolite® SSTC60ᴹᴰTechnologie enveloppe mince (Shallow Shell)

Présenté au Salon

36 heures des pros de l‘eau du Québec, le 21 mars 2014

Par Don Downey, Directeur des ventes pour le Canada, Purolite Canada

pourquoi adoucir l eau

Pourquoi adoucir l’eau?

Réduction de la dureté pour:

Prévenirl'entartrage par le CaSO4.

Réduire les résidus de savons

Prévenir les taches par le Fe

slide3

Pourquoi adoucir l’eau?

Ca (HCO3 )2

Bicarbonate de calcium

CHALEUR

Ca CO3

Dépôts de

Carbonate de calcium

comment adoucir l eau

Comment adoucirl’eau?

  • Mesure de la dureté de l’eau:
  • en parties par million (ppm) en CaCO3
  • en milligrammes par litre (mg/L)
  • en milliéquivalents par litre (meq/L) ─ pour le chimiste
  • en grains par gallon US (gr/gal US) en industrie
  • exprimée en ions ou en équivalent CaCO3
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Comment adoucir l’eau?

Ca

Mg

Na

Les perlesou grains de résinesontplacéesdansune cave pressurisée

En moyenne, un adoucisseur d’eau est conçu pour opérer pendant 20 heures avant d’être régénéré

La résine de l’adoucisseur est régénérée avec une solution de sel (NaCl) à 15% afinque la résinepuisseêtre remise en service en peu de temps

SAC

Résine

Na

tapes de la r g n ration

Rétrolavage

Expansion du lit 50 - 80 %

-pour séparer les perles

-pour enlever les matièrescolloïdales

-pour assurer un bon contact avec la saumure

Volume de l’eau de lavage :

1.5 à 4 fois le volume du lit

Durée:

-10-20 minutes

Débit:

-dépend de la température de l’eaunormalement7 - 12 m/h

(3-5 gal US/pi2.)

Étapes de la régénération

Effluent

àdrainer

SAC

Résine

Eau de lavage

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Étapes de la régénération

Saumure et eau de dilution

Injection de sel

Quantité de sel: 64-320g g/L─r(4 ─ 20 lb./pi³-R)

Concentration de saumure: 10% en poids (8-15%)

Durée de contact: 30 (min) - 60 minutes

Débit (incluant eau de dilution): 2 – 7 BV/h (0.25 to 0.9 USGPM/pi3

SAC

Résine

Eau de dilution

Volume de l’eau: 2- 4 fois le volume de résine (15- 30 USG/pi3.)

Débit: 2 - 7 BV/h (0.25 - 0.90 USGPM/pi3)

Chlorure de drainer

Ca, Mg, Na

tapes de r g n ration

Eau de rinçage

Rinçagerapide

Volume de l’eau: 3- 6 fois le Volume du lit de résine (25- 50 USG/pi3)

Débit: 8 - 40 BV/h (1.0 - 5.0 USGPM/pi3)

Étapes de régénération

SAC

Résine

Chlorure de

Navers le drain

co ts de r g n ration

Coûts de régénération

Ajoutez les adoucisseurs commerciaux et industriels et quel grand total croyez-vous atteindre dans ce tableau?

faire les choses diff remment

Et si nous pouvionsfabriquerunerésine qui nécessiterait moins de sel et continuerait de respecter les normes de qualité de l’effluent?

Et si nous pouvionsutiliserunerésine qui nécessiterait moinsd’eau et qui continuerait de respecter les normes de qualité de l’effluent?

Et si nous pouvionsfabriquerunerésinequel’onpourraitrégénérer avec de l’eau de mer?

Faire les choses différemment

slide12

Faire les choses différemment

Et si nous pouvionsfabriquerunerésine et ensuite la régénérer avec les rejets d’un procédéd’osmose inverse?

Et si nous pouvionsfabriquerunerésine et utiliser du bicarbonate de soude pour la régénérer?

Et si nous pouvionsfabriquerunerésine et utiliser de la vapeur pour la régénérer?

pour am liorer la perle de r sine

99% des sites disponibles pour l’échanged’ionssont à l’intérieur de la perle de résine.

  • La cinétiqueest la vitesse à laquelle les ions sontéchangéssur les sites en surface et à l’intérieur de la perle de résine.
  • À mesureque la perle de résineaugmente de grosseur, la cinétiqueralentit à cause des difficultés de diffusion.
  • Si la dimension des perles double la cinétiqueest 4 fois plus lente.

Pour améliorer la perle de résine

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Ca

Ca

Fe

Ca

Fe

Ca

Ca

Pour améliorer la perle de résine

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

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Na

Na

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Na

Na

Na

Na

NOTE: Contamination du “coeur” de la perle et contamination par le Fe

pour am liorer la perle de r sine1

À mesureque le produitrégénérantestutilisédans le processus de régénération de la résine, la capacité pour compléter la réactions’épuise.

  • Le centre de la perle ne peutêtrerégénéré, ce qui résulte en unefuitelorsque le régénérantpénètrejusqu’aucentre de la perle.
  • À cause de cecentrenon-régénéré ─des métauxlourds─ Fe, Br et Srs’accumulent, ce qui rouille la résine.
  • Des quantitésexcessives de produitchimique son requisesafin de surmonter les problèmesassociés aux résines standards.

Pour améliorer la perle de résine

am liorations la perle

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

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Na

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Na+

Na

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Fe+

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Na+

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Na

Na

Na+

Na

Na

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Na

Na

Na

Na

Na

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Na

Na

Na

Na

Améliorations à la perle

Technologie enveloppe mince

(Shallow Shell)

SST60 and SST80

Ajouter un noyau

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Améliorations à la perle

La résine SST60 permet une cinétique plus rapide vs. Les catégories de résine standard et PUROFINE en opération à co-courant

Résine SST60 à enveloppe mince et noyau central

Résine Purofine C100 de plus grand diamètre

Résine standard du plus grand diamètre

Diamètre de 1 à 2 mm

Diamètre de 0,71 mm

Diamètre de 1,87 mm

10 X plus rapide

3.5 X plus rapide

0,375 mm de diamètre

La résine SST60 est 10 X plus rapide que la résine standard

Diamètre équivalent de 0,375 mm pour la résine SST60

La résine SST60 est 3.5 X plus rapide que la résine Purofine

Le taux de diffusion est proportionnelle à 1/r² où «r» est le rayon de la perle

applications sur le terrain

1: Uneétude (2007) sur le terrain illustrant la régénération de la résine SST SAC avec l’eau de mer, aux installations de BP (EOR) à Prudhoe Bay Alaska.

2: Uneétudesur le terrain (2010) démontrant la régénération de la résine SST SAC avec le rejetd’uneunitéd’osmose inverse (CIX-RO) à l’usine ZLD en banlieue de Chicago, Illinois.

Applications sur le terrain

3:Une étude (2011) surpapier de l’illustration de l’eauévacuéed’unechaudière à vapeur pour régénérer la résine SST SAC/WAC.

4:Une étude (2011) sur le terrain démontrant la régénérationd’unerésine SST WAC en utilisant la NaHCO³ commerégénérant, sur un projet CBM à Sheridan, Wyoming.

applications sur le terrain1

Des travauxpréliminaires avec des adoucisseursrégénérés à l’eau de merontmontréque plus de 20 volumes de lit ontéténécessaires pour obtenir 22kg d’OC et 2mg/L de pertes (fuites). L’adoucissementconventionnelutilise 6 BV (volumes de lit de résine) pour obtenir des résultatsidentiques.

(Kunin, Amber-Hi-Lights No. 147)

Applications sur le terrain

À l’installation de BP à Prudhoe Bay (Alaska) on utilise un polymère pour opérer un EOR. Pour optimiser on doitutiliser de l’Eaudouce. La températuremoyenne en hiver estde -480C et le selgèle à -280C.

applications sur le terrain2

BPI

BPCC

SII

Affluent non traité

Applications sur le terrain

FC

SOI

Rejet après régénération

Effluent traité

FC

ROI

Entrée du régénérant

Jauge de pression et indicateur de débit

Adoucisseur avec une résine à enveloppe mince (SST) SAC

RII

Valve d'échantillonnage

BPC ─ Régulateur du débit de contournement

BPI ─ Isolateur de la dérivation

SII─ Isolateur d’entrée de service

SOI ─ Isolateur de sortie de service

RII ─ Isolateur du débit de régénérant

ROI ─ Isolateur du rejet de régénérant

Contrôleur de débit

Valve manuelle

applications sur le terrain4

En se basantsurl’étude de 2007 avec l’eau de mer─ nous avonsposé les questions suivantes:

Quelleest la quantitéminimaled’eau de merrequise pour régénérerefficacement la résice SST?

En excluant le NaCL commercial quellesautres sources de NaCL en concentration suffisantepouvons-nous utilisergratuitementcommerégénérant?

Applications sur le terrain

Alimentation

Perméat (eau pure) , 75%

Rejetconcentré de l’OI, 25%

applications sur le terrain5

Dessalementd’eausaumâtre – utilisant la saumurerejetée par l’OI > 0.5 (1)%

Applications sur le terrain

CIX-RO

Échanged‘ionscyclique – récupération par OI

SST65

SST65

90 - 95% de récupération

Pompe à rejets

Cuve de récupération des rejets

applications sur le terrain6

CIX-BBD

Applications sur le terrain

Vapeur

Économiseur

SST65

SST65

Chaudière à vapeur à passage unique

Purge de la chaudière

Échangeur de chaleur

applications sur le terrain7

Boucle de Higginsᴹᴰ

Applications sur le terrain

  • Inventée par Irwin Higgins en 1951 à EAC pour la séparationd’ionsradioactifs à l’aide de résines I-X
  • Commercialisée en 1955. Acquise par Severn Trent Services -1991
  • Première technologiedéveloppée par le Gouvernementaméricaincommercialisée par l’industrieprivée.
  • Conçue pour la séparationd’ionssélective et en continue
  • Applique à l’échanged’ions la mise en contact à contre-courant des liquides et de la résine
  • Utilisée dans les applications commerciales d’adoucissement de l’eau qui deviendra vapeur (SPE 1958)
applications sur le terrain8

Rétrolavage

Système Boucle de Higginsᴹᴰ

pour échange d’ions

Pulsation

Applications sur le terrain

Configuration de la boucle

Robinets papillon sur la boucle

  • Boucle cylindrique de la résine
  • 4 sections séparées par les robinets sur la boucle
  • Adsorption – Ions chargés sur la résine
  • Régénération – Ions résorbés de la résine
  • Rétrolavage – Fines particules et matières solides enlevées
  • Pulsation – Régularise le mouvement de la résine dans la boucle
  • Débits à contre-courant
  • La résine se déplace dans le sens des aiguilles d’une montre
  • L’alimentation et la régénération se déplace dans le sens contraire des aiguilles d’une montre

Adsorption

Résine

liquides

Régénération

applications sur le terrain9

Le projetCBM de Sheridan Wyoming

Applications sur le terrain

  • Une boucle de Higgins Modèle 3012 (30” de diamètre pour la section adsorption et 12 de diamètre pour la section régénération) à étéinstalléesur un site de traitementd’eau CBM-EWMS en opérationdans le Wyoming.
  • Environ 50 pi³ de résine de Purolite SST104 (à ions hydrogène) a d’abordétéépuisée à un volume maximum sous la forme de sodium, puisintroduitedans la boucle de Higgins.
  • Environ 5pi³ de résineadditionnellefutajoutée par incréments pendant l’opérationinitiale à mesureque le volume de résinedans le système CCIX s’approchait des conditions d’état stable pour l’expansion/contraction.
autres applications

Enlèvement du fer du manganèse par la résine Purolite SST60 (avec ions Na)

Enlèvement des fluorures ─ Purolite SST60 (avec inos Al or Ca)

Désalcanisation – Purolite SST104H

Déminéralisation de petit lait de fromage– Purolite SST80H

Déminéralisation d’acide lactique – Purolite SST80H

Adoucissement d’eau de forte teneur en matière solides dissoutes – Purolite SST104Na

Autres applications

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Documents de référence

  • IWC 11-06 Régénération par l’eau de mer de la résinePurolite SST80 SAC à l’enveloppe mince – D. Downey
  • IWC 10-56 Récupération accrue en osmose inverse par Cyclic IX – F. Boodoo
  • IWC 11-37 Régénération de résined’adoucissement à l’aided’eau de vidanged’unechaudière – S. Moylan
  • 2013 PWS – 20 casd’eauproduite par adoucissementdans un système à boucle de Higgins– D Beagle