Brevet FR2532558A1 — publié le 19840309

La présente invention se rapporte à un procédé pour débarrasser des gaz d'échappement d'oxydes d'azoteque ces gaz renferment, dans lequel les gaz d'échappement et les oxydes d'azote sont conjointement traités, en vue de l'absorption desdits oxydes d'azote, à l'aide d'un liquide d'absorption mis en circulation et dans lequel l'eau évaporée est remplacée par une quantité correspondante d'eau fraîche. Dans un procédé de ce type, il est connu de désulfurer les gaz d'échappement de façon à obtenir en guise d'engrais un sulfate sec d'ammonium et le NO renfermé par les gaz d'échappement est concomitamment séparé de façon à obtenir un engrais composite formé de sulfate d'ammonium et de nitrate d'ammonium, auquel cas le rapport de mélange entre ces deux composants est adapté aux exigences du marché. L'invention a pour objet de séparer seulement les oxydes d'azote qui sont renfermés par les gaz d'échappe- ment d'installations de combustion, d'usines de fabrication d'acide nitrique ou dans les gaz résiduels de différentes usines qui utilisent de l'acide nitrique. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le-fait que les gaz d'échappement devant être débarrassés des oxydes d'azote sont soumis en phase gazeuse à l'action d'un agent oxydant, en vue de l'oxydation des oxydes d'azote renfermés par ces gaz d'échtipppment; par 1 o fait que le NO ainsi formé est absorbé dans un étage d'ab- sorption situé en aval; et par le fait que le produit d'ab- sorption ainsi obtenu est soumis sous Forme de solution à un traitement ultérieur. Les concentrations d'oxydes d'azote dans ces gaz d'échappement peuvent se situer entre 200 mg/m et 5000 mg/m, voire au delà. Conformément à l'invention, de l'ozone est ajouté, en quantités nécessaires pour-produire le degré souhaité de séparation de NO, aux graz d'échappement sortant des installations, après qubi ces gaz sont dirzhs'Is vers l'étage d'absorption selon l'invention. De l'ammoniac ou un composi rie (calciuiii iii ude sodium est dirigé en plus vers cet étage d'absorption. L'O 3 ajouté en phase gazeuse provoque une oxydation de N Oxen NO 2 ' qui peut être extrait par lavage dans l'étage d'absorption à l'aide des moyens les plus simples à des températures plus basses après l'addition d'ammoniac ou d'un composé de calcium ou de sodium Lors de l'oxydation en phase gazeuse, il se produit la réaction suivante NO + > 3 NO 2 + 02 O 03 2 2 Dans ce cas, il s'établit dans l'étage d'ab- sorption, par exemple lors de l'adjonction d'ammoniac, un équilibre entre le nitrite d'ammonium et le nitrate d'am- monium selon la réaction suivante: 2 NO 2 + 2 NH 3 + H 20 NH 4 NO 2 + NH 4 3 Dans l'étage d'absorption pour l'élimination recherchée du NO, le p H est ajusté à une valeur comprise entre 5,0 et 10,0 de préférence entre 7,5 et 9,5, de sorte que le NO 2 formé à partir du NO par l'oxydation à l'ozone est extrait par lavage jusqu'à des pourcentages souhaités pouvant être modulés. Ainsi, la solution de lavage de l'étage d'absorption confor- mément à l'invention renferme du nitrite d'ammonium et du nitrate d'ammonium, ou bien du nitrite de calcium et du nitrite de calcium, voire encore du nitrate de sodium et du nitrite de sodium. La solution de l'étage d'absorption selon l'invention est dirigée vers un dispositif d'oxydation et son p H est abaissé jusqu'à 3,0 à 4,0 par adjonction de H 2 S 4 * A ce p H, le nitrite d'ammonium est transformé en nitrate d'ammonium à l'aide de l'oxygène de l'air. Il en va de même pour le nitrite de calcium ou le nitrite de sodium. Dans le cas du nitrate d'ammonium ou du nitrate de sodium, le produit provenant du dispositif d'oxydation après l'étage d'absorption du N Ox peut être dirigé vers un sécheur par pulvérisation Le produit pulvérulent qui est ainsi obtenu est ensuite mis en pastilles ou en paillettes et séché Il peut être commercialisé sous cette forme en tant qu'engrais. Le produit sortant du dispositif d'oxydation peut aussi-être soumis à un traitement ultérieur dans des installations de cristallisation Là encore, le produit de cristallisation qui en résulte peut être commercialisé sous cette forme en tant qu'engrais. Le bilan de l'eau est équilibré -par l'addition d'eau fraîche dans 'l'étage d'absorption. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique représente sché- matiquement le déroulement du procédé selon l'invention. Les gaz d'échappement renfermant des oxydes d'azote et provenant d'une installation 1 de fabrication d'acide nitrique sont soumis à l'action d'un agent oxydant dans un conduit 2 A cet effet, il est prévu un conduit 3 par l'intermédiaire duquel de l'ozone est insufflé sous forme gazeuse dans le conduit 2 Les gaz d'échappement ainsi traités sont acheminés vers un étage d'absorption 4 réalisé sous la forme d'un laveur L'agent de réaction né- cessaire, par exemple de l'ammoniac, est ajouté dans l'étage d'absorption 4 au moyen d'un conduit 16 Le produit d'ab- sorption ainsi obtenu dans cet étage est transféré par un conduit 8 à un dispositif d'oxydation 9 Dans ce dispositif, de l'air contenant de l' oxygène est ajoute par un conrdui L 11 et da l'acide sulfurique ou de l'acide nitrique est également ajouté par un conduit 12 L'air sortant du dispositif d'oxydation 9 est introduit, par l'intermédiaire d'un con- duit 15, dans le conduit 2 situé en amont de l'étage d'ab- sorption 4 Le produit d'absorption oxydé dans le dispositif d'oxydation 9 (réservoir) est acheminé par l'intermédiaire d'un conduit 10 vers un dispositif de séchage par pulvéri- sation ou un dispositif de cristallisation 13, et le produit séché est retiré grâce à un conduit 14. Les gaz d'échappement êpurÉts qluittent le laveur (étage 4) en empruntant un conduit 5 et ils sont dirigés vers une cheminée 7 au moyen d'un ventilateur 6. Exemp le: Dans une installation de fabrication d'acide nitrique, sont engendrés 15 000 m /h de gaz d'échappement dont la teneur en NO est de 2500 mg/m Cette teneur doit être réduite à 500 mg/m Dans l'étage d'absorption, 46 kg/h du NO 2 formé en phase gazeuse par adjonction d'ozone sont absorbés et ils sont transformés, par addition dosée d'ammoniac, en 64 kg/h de NH NO 4 2 Dans un dispositif d'oxydation situé en aval de cet étage, le NH 4 NU est oxydé au moyen de l'oxygène de l'air pour former du NH 4 NO 3 Dans ce cas, à partir des 64 kg/h de NH NO on obtient environ 240 kg/h d'une solution de NH NO 4 3 renfermant approximativement 2/3 d'eau, qui sont acheminés vers un dispositif de séchage par pulvérisation ou un dispo- sitif de cristallisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour débarrasser des gaz d'échap- pement d'oxydes d'azote que ces gaz renferment, dans lequel les gaz d'échappement et les oxydes d'azote sont conjointement traités, en vue de l'absorption desdits oxydes d'azote, à l'aide d'un liquide d'absorption mis en circulation, et dans lequel l'eau évaporée est remplacée par une quantité corres- pondante d'eau fraîche, procédé caractérisé par le fait que. les gaz d'échappement devant être débarrassés des oxydes d'azote sont soumis en phase gazeuse à l'action d'un agent oxydant, en vue de l'oxydation des oxydes d'azote renfermés par ces gaz d'échappement; par le fait que le NO 2 ainsi formé est absorbé dans un étage d'absorption situé en aval; et par le fait que le produit d'absorption ainsi obtenu est soumis à un traitement ultérieur sous la forme d'une solution. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que, en guise d'agent oxydant pour l'oxy- dation des oxydes d'azote, on utilise de l'ozone en quantité correspondant au degré de séparation souhaité du NO 2. 3 Procédé selon l'une des revendications l et 2, caractérisé par le fait que le NO 2 formé en phase gazeuse après l'addition de l'agent oxydant est absorbé, dans un étage d'absorption situé en aval, après addition préalable d'ammoniac ou de composés de calcium ou de sodium; et par le fait que le produit d'absorption ainsi obtenu est oxydé dans un étage d'oxydation -situé en aval, par l'oxygène de l'air, en vue-de former du nitrate d'ammonium ou du nitrate de calcium ou de sodium, après quoi il nl dirigé sous la forme d'une solution vers un évaporateur à injection après lequel se trouve un dispositif de formation de pastilles ou de paillettes, ou vers une installation de cristallisation. 4 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par le fait que, en vue de l'absorption du NO 2 et afin d'obtenir par ajust:rmerit un pli de valeur comprise entre 5, 0 et 10,0, depréférence -entre 7,5 et 9,5, une quantité correspondante d'ammoniac ou d'un composé de calcium ou de sodium est dirigée vers l'étage d'absorption. Procédé selon la revendication 3, Cal J- terist par le fait que, en vue d'obtenir par ajustement un pli de valeur comprise entre 3 et 4, une quantité correspondante d'acide sulfurique ou d'acide nitrique est ajoutée dans l'étage d'oxydation situé en aval de l'étage d'absorption.