Brevet FR2283720A1 — publié le 19760402

L'invention concerne un procédé d'absorption et d'épuration définitive en une seule étape de gaz résiduaires contenant de l'acide fluorhydrique et de 11 acide chlorhydrique et pouvant aussi contenir d'autres substances polluantes, l'agent d'absorption utilisé étant l'eau ou bien l'acide fluorhydrique ou chlorhydrique aqueux. Des gaz résiduaires contenant de l'acide fluorhydrique et de l'acide chlorhydrique sont obtenus dans différentes branches d'industrie avec différentes concentrations de HF et de HC1. Ces gaz sont très nocifs et il faut donc les épurer avant de les la- cher dans l'atmosphère. Les taux d'émission permis dépendent de la hauteur de la cheminée et sont en moyenne inférieurs a 10 mg de substance nocive par m3 de gaz résiduaire. Il est usuel en principe d'absorber dans de l'eau des gaz résiduaires contenant de l'acide fluorhydrique ou de l'acide chlorhydrique, dans des colonnes garnies ou des colonnes à plateaux. En général, dans les deux types de colonnes, on résout actuellement le problème du matériau. Toutefois, des difficultés surgissent quant au principe de procédé à appliquer. Les procédés connus d'absorption des gaz résiduaires en question dans l'eau se déroulent en deux étapes, avec deux colonnes reliées en série et/ou avec circulation forcée de liquide, de manière à obtenir la pureté maximale du gaz final et les concentrations maximales d'acides. Ce procédé est nécessaire dans les colonnes garnies pour atteindre sur toute la section de la colonne la densité minimale de ruissellement et la distribution de liquide qui sont nécessaires à une absorption efficace. Dans le choix de colonnes a plateaux appropriées, il est nécessaire de trouver des structures de plateaux aussi simples que possible, en matériaux résistant aux acides, présentant la fois une très grande efficacité quant à l'échange de matières, une faible charge de liquide, un faible risque d'encrassement ou d'obstruction et de faibles pertes de pression. Les propriétés mentionnées sont le mieux assurées par des plateaux sans direction forcée du liquide, dits plateaux à ruissellement. Pour l'absorption de gaz résiduaires contenant de l'acide fluorhydrique et/ou du tétrafluorure de silicium, il a été déjà proposé d'utiliser des plateaux à fentes présentant un rapport déterminé entre largeur de fentes et largeur de parties pleines. Ces plateaux à fentes conviennent très bien à l'absorption de gaz résiduaires contenant du SiF4 et dans lesquels il existe, dans des conditions déterminées, un risque de précipitations et de dépits de silice. Toutefois, l'inconvénient décisif de ces plateaux à fentes est qu'ils ne fonctionnent de façon satisfaisante qu'avec des charges de liquide relativement grandes et qu'avec de moindres charges de liquide ils ne permettent pas une distribution uniforme de liquide absorbant sur toute la section du plateau.L'inconvénient mentionné nécessite une ciruclation forcée de liquide par pompage constant pour maintenir la charge de liquide nécessaire sur les plateaux à fentes. Avec le type de plateaux mentionnés, pour atteindre la grande pureté finale du gaz résiduaire exigée par la protection de l'environnement et en même temps de fortes concentrations d'acide, il faut un procédé en deux étapes dans deux colonnes reliées en série. Cela conduit à une dépense technique et économique relativement grande. En outre, le degré d'épuration finale du gaz résiduaire présente des valeurs relativement désavantageuses à cause du mélange entre l'eau de traitement et l'acide dilué à pomper en circuit fermé. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients men tionnés et de diminuer la dépense technique et économique des procédés connus tout en diminuant la teneur en substances nocives des gaz résiduaires industriels mentionnés. L'invention vise à trouver un principe de procédé simple et économique pour l'absorption et l'épuration finale de gaz résiduaires contenant HF ou HC1, dans lequel le problème d'une épuration finale très efficace des gaz résiduaires en question soit résolu, avec obtention simultanée d'acide fluorhydrique ou chlorhydrique concentré. La solution de ce problème technique n'est possible que si l'on parvient à réaliser un principe de contrecourant pur entre les gaz résiduaires mentionnés et le liquide absorbant, avec des appareils d'échange de matière très efficaces et résistant aux acides. Comme appareils d'échange de matière répondant à toutes les conditions mentionnées, on peut seulement envisager les plateaux dits à ruissellement qui fonctionnent selon le principe du libre passage, c'est-à-dire sans direction forcée du liquide. Selon l'invention, le problème est résolu par le fait qu'avec une consommation maximale de 0,2 1/ru3 de gaz résiduaire saturé de vapeur d'eau, on fait passer l'agent d 'absorption exempt de substances nocives purement à contre-courant du gaz résiduaire, que dans plusieurs couches de bouillonnement il se produit un echan- ge de matière si intense et le liquide entrainé par le gaz résiduaire se sépare de telle sorte qu'il se forme un gaz résiduaire exempt de substances nocives et que la substance nocive absorbée slaccumule dans l'agent d'absorption. La stabilité et l'efficaci- té des couches de bouillonnement formées sur des plateaux perforés de ruissellement dépendent non seulement de la vitesse du gaz dans les trous mais encore du diamètre des trous.A mesure que le diamètre des trous- augmenter LL vitesse minimale du gaz qui est nécessaire dans les trous pour maintenir les couches de bouillonnement stables augmente à peu près proporionnellement. A cette vitesse minimale de gaz, les couches de bouillonnement se constituent dlelles-memes de sorte que les plateaux perforés de ruissellement conviennent très bien aussi à la distribution de liquide et que l'on peut donc se passer d'un dispositif spécial de distribution. On a trouvé que la vitesse minimale de gaz qui est néces- saire à la constitution des couches de bouillonnement est supérieu- re d'environ 10 à 20 8 à la vitesse de gaz qui est nécessaire à l'entretien des couches de bouillonnement. Selon l'invention, la teneur en acide fluorhydrique ou chlorhydrique anhydre de l'acide formé pendant le processus d'absorption correspond à la teneur en substances nocives du gaz résiduaire non purifié. L'acide fluorhydrique ainsi obtenu peut, selon la teneur du gaz résiduaire et la consomeation d'agent d'absorption, contenir au maxuauza 40% en poids de HF et l'acide chlorhydrique formé, au maximum 20% en poids de HC1. Selon l'invention, dans un procédé d'absorption et d'épuration définitive en une seule étape des gaz résiduaires mentionnés, il est possible que la teneur maximale en HF ou HC1 du gaz résiduaire purifié soit inférieure à 10 mg/m3. La solution selon l'invention permet d'absorber et d'épurer les gaz résiduaires mentionnés, noème à de faibles concentrations de substances nocives, par un principe purement à contrecourant, sans circulation forcée du liquide et dans une colonne d'absorption, en obtenant simultanément de l'acide fluorhydrique ou chlorhydrique concentré. On peut, avec une moindre dépense technique et économique, obtenir une plus grande pureté des gaz résiduaires que dans les procédés connus d'absorption en deux étapes avec circulation forcée du liquide. Avec un taux d'absorption de 99,5 à 99,9 %, on obtient pour les gaz résiduaires mentionnés des puretés finales telles# qu'ils contiennent moins de 10 mg/m3 de substance nocive et soient conforme aux dispositions sur la protection de l'environnement. EXEMPLE 3 Dans la colonne d'absorption A, 10.000 m /H de gaz rési- duaires contenant des substances-nocives et saturés de vapeur d'eau entrent par 1 avec une teneur en HF ou HC1 de 15 g/m , ils passent successivement par quatre plateaux perforés à ruissellement résistant aux acides#, B et par le séparateur de gouttes C et sortent par 2 de la colonne dlabsorption A, épurés avec une teneur en subs 3 tance nocive inférieure à 10 mg/m . A contre-courant du gaz, il entre dans la colonne d'absorption A 3850 kg/h d'eau qui passent successivement par les quatre plateaux perforés à ruissellement B, constituent au dessus de ces plateaux des couches de bouillonnement stable et s'enrichissent en HF ou HC1 par suite du gradient de pression partielle entre état d'équilibre et état de service. De cette façon, il se forme 1000 kg/h d'acide fluorhydrique ou chlorhydrique à 15%, qui sort en 5 de la colonne d'absorption A. Le taux d'absorption est supérieur à 99,9 %. REVENDICATIONS 1.- procédé d'absorption et d'épuration définitive en une seule étape de gaz résiduaires contenant de l'acide fluorhydrique ou de l'acide chlorhydrique, l'agent d'absorption utiliséétant l'eau, l'agent d'absorption passant à contre-courant du gaz résiduaire et le processus d'absorption s'effectuant dans des couches de bouillonnement, procédé caractérisé par le fait qu'avec une consommation maximale de 0,2 1/m3 de gaz résiduaire saturé de vapeur d'eau, on fait passer l'agent d'absorption exempt de substances nocives purement à contre-courant du gaz résiduaire et que l'on obtient un gaz résiduaire exempt de substances nocives 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'acide fluorhydrique ou chlorhydrique formé pendant le processus d'absorption a une teneur en HF ou HC1 qui correspond à celle du gaz résiduaire non épuré, que l'acide fluorhydrique peut avoir une teneur maximale en HF de 40% en poids et 1'acide chlorhydrique une teneur maximale en HC1 de 20% en poids. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la teneur maximale en HF ou HCl du gaz résiduaire épuré est inférieure à 10 mg/m3.