Brevet FR2211278A1 — publié le 19740719

La présente invention concerne un procédé pour l'élimination de l'oxyde nitrique gazeux (désigné ci-après par NO ga zeux). Elle a pour objet principal ltélimination efficace du NO gazeux par un procédé différent de ceux fréquemment utilisés jusqu1i- ci et qui consiste à éliminer le NO gazeux par réaction chimique avec une solution par réduction, catalytique ou autre, du NO gazeux, ou par élimination du NO par oxydation en dioxyde d'azote gazeux (désigné ci-après par N02 gazeux), qui est ensuite absorbé par une solution ou adsorbé sur un solide. Conformément à l'invention, le N6 gazeux peut être adsorbé sur un solide, sans être oxydé ni réduit, pour autant qu'il se présente à l'état gazeux.Une élimination efficace, qui ne peut être réalisée par un procédé classique, peut s1 effectuer avec un dispositif simple, par contact avec une substance spécifique et dans des conditions spécifiques. Les oxydes d'azote (désignés ci-après par N9#) produits par exemple dans les usines et les moteurs, comportent essentiellement du NO gazeux. Une fois qu'ils ont été rejetés dans l'atmosphère, ils sont oxydés, se transforment partiellement en N02 et conduisent à un mélange gazeux de NO et de N02. Ces N9*peuvent engendrer du nitrate de peroxy acétyle dans l'air, par réaction avec des hydrocarbures et sous l'action des rayons ultraviolets. Tout cela accroît leur nocivité vis-à-vis du corps humain et rend par conséquent leur élimination nécessaire. Comme procédé d'élimination du NO gazeux contenu dans les gaz, on contact Jusqu'ici des procédés tels que celui qui consiste à soumettre le gaz à traiter contenant du NO gazeux à une réaction chimique au contact d'une solution à base de Cl2, de NaC102, de NH4OH, de Fez04, de façon qu il soit absorbé par la solution ; le procédé consistant à faire réagir catalytiquement le gaz à traiter avec des gaz comme le NHDJ l'H2S, l'H2, le CO de manière à réduire le NO gazeux et le procédé consistant à oxyder le NO se trouvant dans le gaz à traiter en N02 qui est ensuite absorbé par de l'eau ou une solution alcaline ou est adsorbé sur du gel de silice ou des tamis moléculaires.Avec l'un ou l'autre de ces procédés cependant, il subsiste un problème en ce sens que le taux d'élimination est faible et qu'il est difficile d'éliminer efficacement le NO gazeux. Eu égard aux défauts des techniques classiques, la présente invention vise à fournir un procédé d'élimination efficace du NO gazeux des gaz d'échappement provenant d'usines de décapage, d'usines de fabrication d'acide nitrique, de chaudières ou de moteurs à combustion interne. Un des objets de ltinvention est l'adsorption efficace, sans oxydation ni réduction, du NO gazeux dans la mesure où Il subsiste à l'état gazeux.Autrement dit, le procédé pour l'élimination du NO gazeux conformément à la présente invention consiste à utiliser du charbon actif comme adsorbant, de façon que le NO puisse s'adsorber sur ledit charbon actif, la concentration en volume de l'oxygène étant de 5 à 21% dans le gaz à traiter et la température du gaz à traiter se situant entre O et 7000. Ainsi, selon la présente invention, la concentration d'oxygène est limitée entre 5 et 21%. Cet oxygène n'est cependant pas destiné à oxyder le NO en N02. Cette condition est simplement apparue efficace pour l'adsorption du NO tel quel sur le charbon actif. Ce fait est également confirmé par les expériences suivantes, qui illustrent l'invention sans la limiter en quoi que ce soit. ESSAI 1 Le gaz à traiter contenant 400 ppm de NO a été additionné d'air et porté à 4000. On l'a ensuite fait passer pendant une durée de 1,7 seconde à travers un tube à réaction d'un diamètre de 40 mm et d'une longueur de 150 mm, qui était rempli de charbon actif. L'adsorption était alors terminée. La quantité de NOx qui s'écoulait à travers le tube à réaction pendant 30 minutes était de N02 11 ml NO 45 ml alors que la quantité de NOxayant quitté le tube à réaction était de N02 1 ml NO 8 ml ; pour la désorption, on a ensuite fait circuler de l'air à 15000 dans le tube à réaction.La quantité de NO recueillie à partir du x charbon actif représentait N02 12 ml NO 36 ml Ainsi qu'il ressort de l'essai 1, le NO est, en raison de sa présence à l'état gazeux, adsorbé sur le charbon actif sans être oxydé. Cela ne peut faire dedoute, puisqu'il est bien connu qu'il faudrait de 7 à 8 minutes pour transformer la moitié du NO en N02 dans des conditions sensiblement identiques à celles de l'essai 1. Selon le procédé de la présente invention, une concentration en volu me de 5 à 21 d'oxygène est nécessaire pour permettre l'adsorption du NO sur le charbon actif. Outre cette condition, il est nécessaire, pour la mise en oeuvre pratique du procédé, de maintenir la température du gaz à traiter entre O et 70 C. L'objet de la présente invention, à savoir l'élimination efficace du NO, ne peut être réalisé que si les deux conditions de température et de concentration d'oxygène sont réunies. Et même, si l'on veut une efficacité plus élevée, il est nécessaire que le gaz à traiter présente une concentration en oxygène de 10 à 21% et que la température s'étage entre 20 et 600C. Pour une efficacité encore plus grande, le gaz à traiter doit pré- senter une concentration en oxygène de 15 à 21% et la température doit être de 30 à 50 C. La figure 1 des dessins annexés est un graphique indiquant la concentration d'oxygène gazeux et le taux d'élimination du NO adsorbé sur le charbon actif et la figure 2 est un graphique indiquant la température au moment de la mise en contact du gaz à traiter avec le charbon actif et le taux d'élimination du NO adsorbé. Description détaillée de modes de réalisation préf#rés ESSAI 2 On a rempli de charbon actif un tube à réaction d'un diamètre de 30 mi et d'une longueur de 100 mm. Dans ce tube, on a fait circuler respectivement 1) NO (250 ppm) + N2, 2) N0 (250 ppm) + 2(5 en volume) 3) NO (250 ppm) + O2 (20 en volume) pendant une durée de 3,4 secondes et à une température de contact de 40 C. Dans chaque ouas, la concentration de NO a été mesu- rée à la sortie du tube à réaction pendant la durée de l'écoulement. Les résultats sont portés sur la figure 1. Ainsi qu'il apparait en figure 1, lorsqu'on n'ajoute pas d'oxygene, mêm si le NO gazeux se trouve au contact du charbon actif, on n'élimine presque pas de NO comme le montre la courbe(î). D'autre part, on peut, comme le montrent les courbes (2) et (3) , atteindre un taux d'élimination plus important correspondant à l'accroissement de l'oxygène additionnel. Du point de vue de la concentration d'oxygène pouvant être atteinte de façon économique ou de la concentration d'oxygène convenant à l'élimination pratique du NO, il importe, pour réaliser l'obJet de la présente invention, qu'il y ait de 5 à 21% en volume d'oxygène dans le gaz à traiter.Plus la concentration d'oxygène est élevée, c'est-à-dire vaut 10% , 15 ou davantage, plus on améliore le taux d'élimination. ESSAI 3 On a suivi les conditions (3) [ NO (250 ppm)+ O, (20% en volumes de ltessai 2, et on a seulement fait varier la température de contact, qui était (4) de 70 C, (5) de 500C et (6) de 30 C. On a mesuré re#spectivement les taux d'élimination de NO. Les résultats apparaissent sur la figure 2. Comme le montre la figure 2, plus la température du gaz à traiter est basse, plus on améliore le taux d'élimination. D'autre part, il est nécessaire de considérer les conditions opératoires économiques pour le gaz à traiter. Le domaine de température de O à 700C pour le gaz à traiter est donc efficace dans la pratique Les conditions de température permettant d'atteindre un taux d'élimination élevé et de conserver l'efficacité des sources de gaz d'échappement se situent dans la gamme de 20 i 60 C, et plus avantageusement dans la gamme de 30 à 50 C. Comme on 11a expliqué plus haut, il est possible, d'après ltessai 3 de la présentiinvention, de poursuivre pendant longtemps l'élimination à un taux élevé, par adsorption de faibles quantités de NO allant de quelques ppm à plusieurs centaines de ppm. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'éltmination de l'oxyde nitrique NO caractérisé en ce quton ajoute de 5 à 21% en volume d'oxygène au gaz à traiter contenant de l'oxyde nitrique et qu'ensuite on met le mélange en contact avec du charbon actif, à une température de O à 700C, de façon que ledit oxyde nitrique puisse s'adsorber sur le charbon actif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en volume de ltoxygène gazeux est de 10 à 21 et que la température du gaz à traiter au contact du charbon actif se situe entre 20 et 60 C. 3. Procédé selon la revendication 1J caractérisé en ce que la concentration en volume de l'oxygène gazeux est de 15 à 21% et que la température du gaz à traiter au contact du charbon actif se situe entre 30 et 500C.