Brevet FR2702158A1 — publié le 19940909

La présente invention concerne un procédé de traitement d'air de ventilation contenant du styrène et est un perfectionnement de la demande de brevet No 92/01 907 du 18 février 1992. Le but du procédé selon l'invention est d'éliminer le styrène responsable de l'insalubrité des locaux de travail et de la pollution atmosphérique Par voie de conséquence, les dépenses de chauffage pouvant être minimisées, la pollution N Ox et C Ox s'en trouverait réduite également. 1 O Le procédé comprend les étapes successives suivantes: 1 Une étape d'adsorption: dans cette étape, on fait passer dans une enceinte lesdits gaz au travers d'au moins une masse de captation sélective du styrène, formée par au moins une zéolithe hydrophobe, afin que ladite substance contenant dans lesdits gaz I 5 soit adsorbée par cette zéolithe; de plus cette zéolithe contient du platine et/ou du palladium ou se trouve mélangée avec un catalyseur capable d'initier une combustion catalytique: ainsi la phase de combustion de l'étape suivante 2) est effectuée à l'intérieur de la même enceinte sur zéolithe. 2 Une étape de combustion-désorption: dans cette étape, on fait passer des gaz chauds au travers de ladite zéolithe qui contient le styrène adsorbé, afin de désorber ladite substance, et de la brûler sur la zéolithe. L'invention est caractérisée en ce que la zéolithe est enfermée et répartie dans une pluralité de conteneur individuels reliés éventuellement les uns aux autres, ayant chacun une enveloppe fermée, perméable aux gaz et/ou aux liquides et dont les pores sont suffisamment petits pour retenir des matériaux solides granulaires qu'elle renferme (c'est à dire la zéolithe) Chaque conteneur comporte quatre faces sensiblement triangulaires constituant sensiblement un tétraèdre De préférence chaque conteneur est relié à au moins 3 O un conteneur contigu par l'une de ces arêtes par une liaison commune, de préférence par une soudure commune de deux arêtes adjacentes desdits conteneurs contigus. Généralement chaque conteneur est réalisé en une toile métallique ou toute autre matière équivalente qui a l'avantage de diminuer les pertes de charge. 2 2702158 Compte tenu de l'excellent rapport surface-volume lié en particulier à la forme tétraédrique des conteneurs, ces conteneurs possèdent des qualités particulièrement adaptées au remplissage de colonnes creuses par de la matière granulaire telle que une zéolithe dans le cadre de la présente invention. Il est en effet bien connu de l'homme du métier qu'un rapport surfacevolume particulièrement élevé est favorable à la réaction chimique entre la phase solide contenue dans les conteneurs, dont l'enveloppe externe est poreuse, et la phase extérieure liquide ou gazeuse. Il est connu par ailleurs qu'il est pratiquement impossible de réaliser, au sein d'une colonne, un empilement totalement compact de tétraèdres réguliers Or, dans le cas d'emploi d'une série de chaînes de tétraèdres, l'une des supériorités des chaînes de tétraèdres, est la possibilité d'effectuer un remplissage connu, en disposition et 1 5 répartition, permettant de limiter au maximum la perte de charge existant dans la colonne et d'obtenir une perte de charge inférieure à celle que l'on obtient par un remplissage en vrac de conteneurs non reliés entre eux. Un arrangement particulièrement avantageux et simple à réaliser est de disposer côte à côte des chaînes ou chapelets de tétraèdres de longueur égale à celle de la colonne à remplir Cette disposition permet de réaliser des colonnes présentant des taux de remplissage de 0,30 à 0, 90 et de préférence de 0,55 à 0,90, c'est-à-dire des taux de vide de 0,70 à 0,10 et de préférence de 0,45 à 0,10. L'enveloppe perméable utilisée pour fabriquer le conteneur peut être formée à partir de tout matériau solide laissant passer les gaz et/ou les liquides, mais dont les ouvertures ont une taille suffisamment petites pour retenir les grains des matériaux solides granulaires que les conteneurs peuvent renfermer. 3 O Comme matériau, on peut utiliser pour former les enveloppes des conteneurs par exemple un matériau tissé ou non-tissé. La zéolithe utilisée a été rendue hydrophobe avantageusement par un traitement de désalumination d'une zéolithe naturelle ou de synthèse, de préférence d'une zéolithe 3 5 naturelle; tout traitement de désalumination connu de l'homme du métier peut être utilisé par exemple un traitement d'acide direct Cette zéolithe hydrophobe possède de préférence un rapport atomique d'au moins 25, généralement d'au moins 30 et par exemple compris entre 30 et 40 Elle est habituellement choisie dans le groupe formé par la mordénite et la clinoptilolite. Les gaz chauds utilisés dans l'étape 2) sont introduits dans la zéolithe, en général à une température comprise entre 200 et 350 'C Ce sont généralement des gaz de combustion inertes (par exemple un mélange d'oxydes de carbone, d'oxydes d'azote et d'eau notamment), provenant d'une chaudière et dans laquelle une quantité croissante d'oxygène est ajoutée Après un certain temps, ces gaz chauds peuvent être constitués 1 i O d'air chaud L'étape 2) permet notamment de régénérer la zéolithe utilisée et arrivée à saturation. L'effluent issu de l'étape 2) peut éventuellement être ensuite soumis à une étape de combustion ultime, généralement à une température supérieure à 800 'C, par exemple dans 1 5 une chaudière qui peut être celle servant à chauffer les gaz utilisés dans l'étape 2) de combustion-désorption. L'effluent issu de l'étape 2) ou issu de l'étape de combustion ultime (lorsque celle-ci est présente dans le procédé selon l'invention), peut être avantageusement soumis à une étape d'élimination des oxydes de soufre contenus dans ledit effluent Cette étape est avantageuse lorsque les gaz malodorants et/ou toxiques à traiter contiennent des composés soufrés, par exemple des mercaptans Elle permet d'abaisser la teneur en oxydes de soufre à une valeur habituellement inférieure à 150 ppm Elle peut être effectuée selon toute méthode d'élimination des oxydes de soufre connue de l'homme du métier, par exemple selon les méthodes décrites dans les brevets US-A-4 725 417, US- A-4 781 903 et US-A-4 855 117 au nom de la demanderesse. L'effluent issu de l'étape 2) ou issu de l'étape de combustion ultime (lorsque celle-ci est présente dans le procédé selon l'invention) ou issu de l'étape d'élimination des oxydes de 3 O soufre (lorsque celle- ci est présente dans le procédé selon l'invention) peut être avantageusement soumis à une étape d'élimination des oxydes d'azote contenus dans ledit effluent Ces oxydes d'azote proviennent généralement des gaz chauds utilisés lors de l'étape 2) de combustion- désorption Cette étape d'élimination des oxydes d'azote peut être effectuée selon toutes méthodes connue de l'homme du métier, par exemple par 3 5 réduction catalytique sélective des oxydes d'azote par l'ammoniac, on peut en particulier, employer la méthode décrite dans la demande de brevet EP-A-O 325 511 au nom de la demanderesse. Au moins deux lits de zéolithes peuvent être éventuellement disposés alternativement sur le circuit de gaz malodorants et/ou toxiques à traiter Ainsi, lorsque le premier lit de zéolithe est arrivé à saturation, le courant de gaz malodorants et/ou toxiques est envoyé vers un autre lit de zéolithe: le premier lit de zéolithe peut alors être régénéré sans que le procédé de traitement, soit interrompu. 1 O Le procédé peut également être mis en oeuvre sur deux sites géographiques différents: lorsque la zéolithe utilisée, disposée sur un premier site, est arrivée à saturation après l'étape 1) d'adsorption, elle est remplacée sur ce même site par une autre zéolithe "neuve" et est envoyée vers un second site o s'effectue l'étape 2) de combustiondésorption et éventuellement les autres étapes décrites précédemment Une fois régénérée, elle peut 1 5 alors être renvoyée éventuellement sur le premier site afin de remplacer l'autre zéolithe arrivée à saturation Ainsi, les installations employées dans le procédé selon l'invention ne sont pas nécessairement disposées sur le même site géographique. REVENDICATIONS 1 Procédé de traitement d'air de ventilation contenant du styrène et comprenant les étapes successives suivantes: 1) Une étape d'adsorption, dans au moins une enceinte dans laquelle lesdits gaz passent au travers d'au moins une masse de captation sélective du styrène formée par au moins une zéolithe hydrophobe, ladite zéolithe contenant du platine et/ou du palladium ou étant mélangée avec un catalyseur capable d'initier 1 O une combustion catalytique. 2) Une étape de combustion-désorption, dans laquelle des gaz chauds passent au travers de ladite zéolithe contenant ladite substance, afin de la désorber, et de brûler ladite substance sur ladite zéolithe, le procédé étant caractérisé en ce que ladite zéolithe est enfermée dans une pluralité de conteneurs individuels reliés les uns aux autres, ayant chacun une enveloppe fermée, perméable aux gaz et/ou aux liquides et dont les pores sont suffisamment petits pour retenir des matériaux solides granulaires, chaque conteneur comportant quatre faces sensiblement triangulaires constituant sensiblement un tétraèdre. 2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel au moins un conteneur contigu par l'une de ces arêtes de préférence par une soudure commune de deux arêtes adjacentes desdits conteneurs contigus. 2 5 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel l'enveloppe des conteneurs est constituée d'un grillage ou treillis, de préférence métallique, ou d'une surface métallique poreuse. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel ladite zéolithe hydrophobe 3 O est préparée par désalumination d'une zéolithe naturelle ou de synthèse. Procédé selon la revendication 4 dans lequel ladite zéolithe hydrophobe est préparée par désalumination d'une zéolithe naturelle choisie dans le groupe formé par la mordénite et la clinoptilolite. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel ladite zéolithe hydrophobe possède un rapport atomique Si/Al d'au moins 25. 7 Procédé selon l'une des revendications I à 6 dans lequel, dans l'étape 2), les gaz chauds sont introduits dans ladite zéolithe à une température comprise entre 200 et 3500 C.