Brevet FR2697171A1 — publié le 19940429

La présente invention concerne un procédé de traitement d'effluents gazeux provenant du brassage à chaud de produits ou de mélanges bitumineux, intervenant notamment dans la fabrication d'asphaltes coulés ou de bétons bitumineux. L'invention couvre en outre une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que lors du brassage à chaud des produits mentionnés ci-dessus, les effluents gazeux contiennent des composés aromatiques, du soufre et certains de ses dérivés, notamment de l'hydrogène sulfuré, des anhydridres et des thiols. En outre, le chauffage des produits bitumineux donne de la vapeur d'eau, celle-ci provenant principalement des matières minérales ajoutées aux bitumes. L'émission des effluents gazeux est par ailleurs fonction du chauffage, celui-ci étant plus important pour la fabrication des produits coulés que pour les enrobés. Les produits présents dans les effluents gazeux constituent bien évidemment des sources de pollution très importantes et il est souhaitable de les neutraliser ou de les éliminer directement à la production en évitant de les évacuer dans l'atmosphère ou dans les eaux usées. A l'heure actuelle, dans la fabrication des enrobés on traite les effluents au moyen de dévésiculeurs et de filtres, demandant à être changés, ou bien l'on procède à une détente dans un détendeur à chicane dont on extrait les produits solides qui se déposent. Dans la fabrication d'asphaltes coulés, on effectue un barbottage dans de l'eau renouvelée et évacuée en continu, complété par une mise en contact des gaz avec du charbon ou des filtres. Dans ces deux cas cependant, on provoque à la fois une pollution atmosphérique et un rejet d'eaux usées chargées en produits nocifs. La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un procédé économique de traitement des effluents gazeux, fonctionnant en circuit fermé en ce qui concerne l'eau et susceptible en outre de permettre de recueillir des sous-produits valorisés. Conformément au procédé selon l'invention, dans lequel on traite dans un détendeur et dans un dévésiculeur des gaz contenant notamment de la vapeur d'eau, on détend les gaz par tirage naturel en présence d'une aspersion d'eau sodée réfrigérée, puis on soumet les gaz ainsi traités à un lavage à l'eau sodée, on récupère les eaux de condensation et de lavage, on les refroidit puis on les recycle en les soumettant à une distillation.On injecte dans l'eau distillée ainsi recueillie d'une part une solution de soude pour former l'eau sodée de lavage et, d'autre part, une solution de sulfate de fer dans les eaux de lavage rassemblées, lesdites solutions étant préparées à partir d'une fraction de l'eau distillée, la quantité d'eau intervenant au cours du traitement étant contrôlée par constitution d'une réserve d'équilibrage et par évacuation éventuelle d'eau distillée pouvant être récupérée. Dans le procédé ci-dessus, l'eau sodée est destinée à fixer les produits acides ou soufrés tels que les thiols, tandis que le sulfate de fer en élimine les produits soufrés et donne du sulfate de sodium. Il ressort également du procédé ci-dessus que l'on se sert de la vapeur d'eau contenue dans les effluents gazeux pour former la quantité d'eau nécessaire au cycle de traitement et qu'en outre aucune eau polluée n'est rejetée hors de ce cycle de traitement. Au contraire, le contrôle de la quantité totale d'eau intervenant dans le déroulement du procéde permet éventuellement de récupérer de l'eau distillée, tandis que le traitement à l'eau sodée et au sulfate de fer conduit par ailleurs à recueillir du sulfate de sodium anhydre comme résidu de distillation. Pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini cidessus, l'installation selon l'invention comprend d'une part, en ce qui concerne les gaz, une chambre de détente munie d'asperseurs à eau sodée réfrigérée, débouchant dans une gaine collectrice reliée à une entrée d'air d'entraînement réglable, conduisant à un dévésiculeur primaire à l'entrée d'une tour de lavage à un ou plusieurs niveaux d'aspersion d'eau sodée réfrigérée, munie en outre d'un dévésiculeur secondaire à sa sortie vers l'atmosphère et comportant un ventilateur assurant le tirage l'installation comprend d'autre part, en ce qui concerne les eaux de lavage et de traitement, un premier circuit comprenant successivement la chambre de détente, un décanteur, un ballon de réserve, une colonne de distillation, un réservoir d'eau distillée et une alimentation en eau distillée entre ledit réservoir et le ballon de réserve, avec en outre une entrée d'injection de solution de sulfate de fer en amont du décanteur et une entrée de soude en amont de ladite chambre, un second circuit comprenant successivement la sortie d'évacuation de la tour de lavage, le ballon de réserve, le décanteur et la colonne de distillation, un conduit connecté en aval du ballon étant relié aux asperseurs de la tour de lavage et comportant une entrée d'injection de solution de soude et ses organes d'ajustage. Suivant d'autres caractéristiques - le dévésiculeur primaire comporte une sortie d'évacuation de liquides, tels que des hydrocarbures insensibles à la soude, vers le décanteur - entre le décanteur et la colonne de distillation est disposé un réservoir d'équilibrage dont la partie inférieure est reliée à ladite colonne - un réservoir de reprise est relié au décanteur ainsi qu'au réservoir d'équilibrage - le décanteur comporte à sa partie supérieure une sortie de produits organiques ou bitumineux se séparant par flottation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé représentant un schéma illustrant le procédé et l'installation selon l'invention. En se référant au dessin, les effluents gazeux proviennent de pétrins P (non représentés) et sont introduits dans une chambre de détente 1 munie d'asperseurs 2 à eau sodée réfrigérée circulant dans un conduit 3 munie d'une pompe de circulation 4, d'un groupe frigorifique 5 et de débit-mètres 6 convenables. La sortie des effluents gazeux de la chambre 1 aboutit dans une gaine collectrice 7 munie d'une prise réglable d'air extérieur 8 assurant l'entraînement vers un dévésiculeur primaire 9 débouchant dans une tour de lavage 10 munie d'asperseurs à eau sodée sur un ou plusieurs niveaux en fonction de sa hauteur, par exemple deux niveaux d'asperseurs 11, 12 et dont la sortie comprend un dévésiculeur secondaire 13 débouchant vers l'atmosphère par l'intermédiaire d'un ventilateur 14 et éventuellement d'un réchauffeur 15.Le ventilateur 14 assure le tirage dans l'ensemble chambre 1, gaine 7, tour 10, des piquages 16 pouvant d'ailleurs être prévus dans ladite gaine collectrice 7 pour l'évacuation de tous autres produits gazeux si nécessaire. En ce qui concerne les eaux de lavage et de traitement, le premier circuit mentionné plus haut comprend successivement la chambre de détente 1, reliée par un conduit 17 à un décanteur 18 et, de là, par un conduit 19, à un réservoir d'équilibrage 20 et par un conduit 21, muni d'une pompe de circulation et d'un débit-mètre, à une colonne de distillation 22 alimentant un réservoir d'eau distillée 23. A partir de ce réservoir 23, l'eau distillée est reliée par un conduit 24 à un bac 25 de préparation en continu d'une solution de soude aboutissant par le conduit 26 aux asperseurs 2 de la chambre de détente 1 par l'intermédiaire d'une pompe et d'un débit-mètre convenables, de l'eau pouvant être réinjectée à partir du réservoir 20 dans le conduit 26 des asperseurs 2. Un second circuit d'eaux de lavage et de traitement comprend, à partir de la sortie de liquide 27 de la tour de lavage 10 et par un conduit 28, un ballon de réserve 29 relié au décanteur 18 au moyen d'une part d'un conduit général 30 dans le corps dudit ballon et, d'autre part, d'un conduit 31 partant de la partie supérieure du ballon. Ce dernier conduit 31 est destiné à prélever la fraction la plus légère 32 du contenu du ballon et de la renvoyer vers ledit décanteur. De la même façon, ce dernier comprte à sa partie supérieure une sortie 33 de liquides huileux surnageant par flottation, reliée à un réceptacle 34 et à une sortie de rejet 35.Le second circuit se complète par une sortie 36 du corps du ballon de réserve 29 munie d'une entrée 37 d'injection de solution de soude provenant du bac 25 dans le conduit 38 d'alimentation des asperseurs 11, 12 de la tour 10 par l'intermédiaire d'un ensemble d'ajustage de pH et de débit 39, d'un groupe frigorifique 40 et de débit-mètres convenables 41. Comme mentionné plus haut, le traitement comprend en outre une injection de solution de sulfate ferreux et, à cet effet, l'installation comporte un bac 42 de préparation en continu d'une solution convenable alimenté en eau distillée depuis le réservoir 23 par un conduit 43. Une entrée 44 de solution est disposée sur le conduit 28 reliant la sortie 27 au ballon de réserve 29, tandis qu'une seconde entrée 45 est disposée directement en amont du décanteur 18 sur le conduit 17 de sortie de liquide de la chambre de détente 1.L'entrée 45 est alimentée par un conduit 46 relié au bac 42 et sur lequel débouche en outre une sortie d'hydrocarbures 47 du premier dévésiculeur 9. Entre le décanteur 18 et le ballon de réserve 29, le réservoir d'équilibrage 20 est lui-même relié à un réservoir de reprise 48 alimenté par un conduit 49 en eaux soutirées du décanteur 18. Les eaux polluées provenant du dévésiculeur primaire 9, du haut 32 du ballon de réserve 29 et de la chambre de détente 1 sont rassemblées dans le décanteur 18, les boues constituées notamment de fines calcaires ainsi que de soufre se rassemblant à la partie inférieure du réservoir 20 et étant finalement soumises à la distillation, un conduit de rejet 50 étant cependant disposé avant l'entrée de la colonne de distillation 22. Comme mentionné plus haut, l'eau nécessaire au cycle de traitement selon l'invention est fournie par la vapeur d'eau contenue dans les effluents gazeux et provenant des matières minérales présentes dans les pétrins. Après condensation dans la chambre de détente 1 et dans la tour de lavage 10 l'eau recyclée suffit à l'alimentaton de l'installation et peut être équilibrée à partir du réservoir d'eau distillée 23 vers le ballon 29 par le conduit 51. L'eau distillée peut dans certains cas se trouver en excès et peut être distribuée sur une sortie 52 dudit réservoir. Du fait que, par ailleurs, le résidu de distillation fournit du sulfate de sodium SO4Na2 anhydre, l'installation, non seulement se suffit à elle-même mais ne rejette pratiquement aucun déchet polluant et peut même fournir des sous-produits valorisés. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'effluents gazeux provenant du passage à chaud de produits ou mélanges bitumineux, dans lequel on traite dans un détendeur et dans un dévésiculeur des gaz contenant notamment de la vapeur d'eau, caractérisé par le fait que l'on détend les gaz par tirage naturel en présence d'une aspersion d'eau sodée réfrigérée, on soumet les gaz ainsi traités à un lavage à l'eau sodée, on récupère les eaux de condensation et de lavage, on les refroidit puis on les recycle en les soumettant à une distillation, on injecte dans l'eau distillée ainsi recueillie d'une part une solution de soude pour former l'eau sodée de lavage et, d'autre part, une solution de sulfate de fer dans les eaux de lavage rassemblées, afin de fixer les produits soufrés par l'eau sodée et de les éliminer par le sulfate de fer sous forme de sulfate de sodium, lesdites solutions étant préparées à partir d'une fraction de l'eau distillée, la quantité d'eau intervenant au cours du traitement étant contrôlée par constitution d'une réserve d'équilibrage et par évacuation éventuelle d'eau distillée pouvant être récupérée. 2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend, d'une part, en ce qui concerne les gaz, une chambre de détente (1) munie d'asperseurs (2) débouchant dans une gaine collectrice (7) reliée à une entrée d'air d'entraînement réglable, conduisant à un dévésiculeur primaire (9) à l'entrée d'une tour de lavage (10) à deux niveaux d'aspersion d'eau sodée réfrigérée et munie d'un dévésiculeur secondaire (13) à sa sortie vers l'atmosphère et comportant un ventilateur assurant le tirage, ladite installation comprenant d'autre part, en ce qui concerne les eaux de lavage et de traitement, un premier circuit comprenant successivement la chambre de détente, un décanteur (18), un ballon de réserve (29), une colonne de distillation (22), un réservoir d'eau distillée (23) et une alimentation en eau distillée entre ledit réservoir et le ballon de réserve, avec en outre une entrée de solution de sulfate de fer en amont dudit décanteur et une entrée de soude en amont de ladite chambre (1), un second circuit comprenant successivement la sortie (27) d'évacuation de la tour de lavage, le ballon de réserve, le décanteur et la colonne de distillation, un conduit (36) connecté en aval du ballon étant relié aux asperseurs (11, 12) de la tour de lavage et comportant une entrée (37) d'injection de solution de soude et ses organes d'ajustage. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le dévésiculeur primaire (9) comprend une sortie (27) d'évacuation de liquides vers le décanteur (18). 4. Installation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait qu'entre le décanteur et la colonne de distillation (22) est disposé un réservoir d'équilibrage (20) dont la partie inférieure est reliée à ladite colonne. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait qu'un réservoir de reprise (48) est relié au décanteur (18) ainsi qu'au réservoir d'équilibrage (20). 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que le décanteur (18) comporte à sa partie supérieure une sortie (33) de produits organiques ou bitumineux se séparant par flottation. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que le réservoir d'eau distillée (23) est relié, d'une part, à un bac (25) de préparation en continu de solution de soude, et d'autre part, à un bac (42) de préparation en continu d'une solution de sulfate de Fer.