Brevet FR2722113A1 — publié le 19960112

L'invention concerne un procédé de traitement de fumées provenant de l'incinération des résidus urbains ou industriels, qui contiennent des polluants gazeux, dans le but de débarrasser les fumées de ces polluants avant leur rejet dans l'atmosphère, et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour le traitement des fumées, on connaît déjà des procédés secs, quasi-secs ou semi-humides qui consistent à injecter dans le gaz un réactif sous forme pulvérulente procédés secs ou quasi-secs) ou sous forme liquide ou d'une suspension d'un solide dans un liquide (procédé semi-humide), le liquide s'évaporant au contact des fumées chaudes afin de neutraliser les gaz acides ou absorber les vapeurs nocives sur les particules solides de façon à obtenir un produit de réaction solide qu'il est aisé de séparer par filtration, c'est-à-dire par dépoussiérage. Dans une installation fonctionnant selon ce procédé, un réacteur est suivi d'un dépoussiéreur. On connaît aussi des procédés humides qui consistent en un premier temps à séparer les particules solides et en un second temps à laver le gaz dépoussiéré avec un liquide de lavage afin de solubiliser les polluants gazeux dans le liquide et à ensuite traiter ce liquide. Le principal inconvénient des procédés secs est que la consommation de réactifs devient importante (2 à 2,5 fois la stoechiométrie) lorsque l'on veut abaisser fortement les teneurs résiduelles en polluants. Parallèlement, la masse de résidus de l'épuration des fumées augmente puisque une part de plus en plus grande de réactif non utilisé pour la réaction se retrouve dans ces résidus. Le principal inconvénient des procédés humides est de saturer en humidité les fumées traitées d'où apparition d'un panache disgracieux à la cheminée. Pour éliminer ce panache, il est nécessaire de réchauffer les fumées, ce qui consomme de l'énergie. Par contre, les procédés humides consomment peu de réactifs (1 à 1,1 fois la stoechiométrie) pour une grande efficacité sur la majeure partie des polluants. On connaît aussi des installations qui comprennent deux étages de traitement montés en série, par exemple un premier étage comportant un réacteur sec ou semi-humide suivi d'un dépoussiéreur et un deuxième étage comportant un réacteur sec et un dépoussiéreur. Les deux étages de traitement fonctionnent en général indépendamment, c'est-à-dire reçoivent leur réactif neuf et évacuent leurs résidus. Ces installations permettent d'abaisser la teneur en polluants résiduels à des valeurs très basses, mais présentent l'inconvénient que la consommation de réactifs est très élevée. La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation qui permettent de réduire les consommations de réactifs des procédés sec, quasi-sec et semi-humide, tout en évitant la formation de panaches à la cheminée. Pour atteindre ce but, l'invention propose un procédé de traitement de fumées provenant de l'incinération des résidus urbains ou industriels du type selon lequel on monte en série deux étages de traitement comprenant chacun un réacteur suivi d'un dépoussiéreur et introduit du réactif neuf dans au moins un étage, qui est caractérisé en ce que l'on monte en série un étage de traitement sec ou semi-humide et un étage de traitement sec, introduit le réactif neuf dans le réacteur du deuxième étage et réintroduit dans le réacteur du premier étage le produit récupéré sous le deuxième étage. L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisée en ce qu'il ce qu'elle comprend un premier étage de traitement sec ou semi-humide suivi d'un second étage de traitement sec, le dispositif d'introduction du réactif dans l'installation est formé par le dispositif d'introduction du réacteur du second étage et que la sortie au moins du dépoussiéreur du second étage est reliée au dispositif d'introduction de réactif du réacteur du premier étage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple pour illustrer, en une figure unique, un mode de réalisation de l'invention. La figure montre à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une installation de traitement de fumées provenant de l'incinération des résidus urbains ou industriels, selon la présente invention. Les fumées contiennent des polluants gazeux tels que de l'acide chlorhydrique, de l'acide fluorhydrique, des oxydes de soufre ou d'azote, des poussières, des métaux lourds particulaires ou gazeux, des dioxines, etc... Ces fumées doivent être débarrassées de ces polluants avant leur rejet dans l'atmosphère. L'installation selon l'invention comprend deux étages de traitement de fumées de structure classique, qui sont montés en série, à savoir un premier étage A de traitement sec ou semi-humide et un deuxième étage B de traitement sec. Les deux étages A et B sont montés en série et l'étage B qui constitue l'étage de sortie assure le rejet des fumées dans l'atmosphère, à l'aide d'une cheminée C, par l'intermédiaire d'un dispositif de tirage D. L'étage A comprend un réacteur 1 suivi d'un dépoussiéreur 2. L'étage B comporte un réacteur 3 suivi d'un dépoussiéreur 4. C'est le réacteur 3 qui reçoit en 6 le réactif sous forme pulvérulente, c'est-à-dire un produit sec. Le débit de réactif est réglé à l'aide d'un organe réglant 7 monté dans la voie d'entrée 8 du réacteur 3, et un appareil de mesure et de régulation 9, de façon à maintenir la teneur en polluant en sortie, par exemple en HCl, inférieure à une valeur de consigne. L'appareil 9 commande l'organe réglant 7, comme cela est indiqué par la ligne fléchée en traits interrompus. L'appareil 9 est associé à la voie de sortie des fumées 10, qui est reliée à la cheminée C, par l'intermédiaire du dispositif de tirage D. Le dépoussiéreur 4 est de préférence un filtre à manches et la sortie de collecte 12 des produits récupérés et la sortie de collecte 13 du réacteur 3 lorsque celui-ci est pourvue d'une telle sortie, sont reliés à l'entrée d'introduction de réactifs 14 du réacteur 1 du premier étage A, par un moyen de transport 15 approprié. Le réacteur 1 reçoit le réactif en provenance du second étage B, par l'intermédiaire du moyen de transport 15, sous forme pulvérulente lorsqu'il s'agit d'un procédé sec ou sous forme d'une suspension dans l'eau lorsqu'il s'agit d'un procédé semi-humide. Dans le premier cas, le moyen de transport 15 est du type mécanique ou pneumatique. Dans le deuxième cas le moyen de transport comprend un dispositif non représenté qui mélange les produits récupérés à de l'eau et met l'ensemble en circulation par une pompe non représentée. Le dépoussiéreur 2 est un électrofiltre, éventuellement un filtre à manches. Les sorties de collecte des résidus 16 et 17 du réacteur 1 et du dépoussiéreur 2 du premier étage A constituent les sorties des résidus de l'installation. Concernant le fonctionnement de l'installation selon l'invention, on constate que les fumées indiquées en F, en provenance de l'incinération des résidus sont introduites d'abord dans le réacteur 1 et réagissent avec le réactif en excès contenu dans les résidus récupérés sous le dépoussiéreur 4 et, le cas échéant, le réacteur 3 du second étage, avant de parvenir au dépoussiéreur 2. Puis, après la séparation des résidus, les fumées traversent successivement, de la même manière, le réacteur 3 et le dépoussiéreur 4 du second étage avant d'être rejetées dans l'atmosphère à travers la cheminée C. L'installation peut être réalisée en montant en série deux ensembles réacteur/filtre. L'un fonctionnant selon un procédé sec l'autre selon un procédé semi-humide, l'ordre étant indifférent. On constate que dans l'installation selon l'invention on réalise une épuration à contre-courant, où le fluide "épuré" est un gaz, et le réactif d'épuration est un solide. Le procédé selon l'invention permet de réaliser une économie de réactifs même lorsque les teneurs en polluants à la sortie sont extrêmement faibles. Cet avantage est obtenu du fait que le réactif neuf est introduit dans le réacteur 3 du second étage, c'est-à-dire dans un gaz déjà partiellement traité dans le premier étage A et que l'excès de ce réactif est utilisé dans le réacteur 1 qui reçoit les gaz non épurés. Pour bien mettre en relief l'avantage de l'invention par rapport à l'état de la technique, en ce qui concerne l'économie de réactifs, on comparera ci-après les quantités de réactifs nécessaires dans une installation connue formée par deux étages A et B montés en série, mais indépendants et une installation selon l'invention. Les chiffres ne sont donnes qu'à titre d'exemple en considérant l'action sur l'acide chlorhydrique HCl. Dans l'installation classique, pour abaisser la teneur de 1 000 mg/Nm3 à 100 dans le premier étage, on injecte 1 368 mg de chaux/Nm3, soit 1,5 fois la valeur stoechiométrique. Pour abaisser sa teneur de 100 à 30 dans le second étage, on injecte 1 064 mg de chaux/Nm3, soit 15 fois la valeur stoechiométrique. On constate que 71 mg de chaux/Nm3 seulement sont utilisés dans cet étage, le reste soit 993 mg/Nm3 est perdu. On a consommé au total : 1 368 + 1 064 = 2 432 mg de chaux/Nm3, soit 2,47 fois la valeur stoechiométrique. Dans l'installation selon l'invention, on injecte 1 368 + 81 = 1 449 mg/Nm3 de réactif neuf dans le second étage B, soit 20 fois la valeur stoechiométrique au lieu de 15 dans le cas de l'installation classique. La teneur en HCl en sortie sera donc abaissée, par exemple jusqu'à 20 mg/Nm3. La quantité de chaux utilisée sera de 81 mg, il restera donc 1 449 - 81 = 1368 mg de chaux/Nm3 qui seront introduits dans le premier étage A et assureront l'abaissement de la teneur en HCl de 1 000 à 100 mg/Nm3 comme dans le cas de l'installation classique. La quantité de chaux utilisée dans l'installation selon l'invention est donc de 1 449 mg/Nm3, soit 1,46 fois la valeur stoechiométrique, ce qui est bien moins que dans le cas de l'installation classique. Il est à noter que l'invention peut être utilisée pour la conception d'une installation nouvelle, mais aussi pour l'amélioration des performances d'une installation ancienne qui ne serait dotée que de l'étage A. Il est à noter que le réactif de neutralisation est un réactif basique, solide ou liquide. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de fumées provenant de l'incinération de résidus urbains ou industriels, du type selon lequel on monte en série deux étages de traitement comprenant chacun un réacteur suivi d'un dépoussiéreur et introduit du réactif neuf dans au moins un étage, caractérisé en ce que l'on monte en série un étage de traitement sec ou semi-humide (A) et un étage de traitement sec ou semi-humide (B), introduit en (6) le réactif neuf dans le réacteur (3) du deuxième étage et réintroduit dans le réacteur (1) du premier étage (A) le produit récupéré contenant le réactif en excès sous le deuxième étage (B). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la voie d'entrée (8) du réacteur (3) comporte un organe (7) de réglage du débit du réactif neuf, sous la commande d'un appareil de mesure de polluants dans la voie de sortie (10) du second étage, de façon à maintenir la teneur en polluants en sortie à une valeur inférieure à une valeur de consigne. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif de neutralisation est un réactif basique, solide ou liquide. 4. Installation de la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier étage (A) de traitement sec ou semihumide constituant l'étage d'entrée des fumées suivi d'un second étage (B) de traitement sec constituant l'étage de sortie des fumées, le dispositif d'introduction du réactif dans l'installation est formé par le dispositif d'introduction (6, 8) du réacteur (3) du second étage (B) et que la sortie au moins du dépoussiéreur (4) du second étage est reliée au dispositif d'introduction (14) de réactif du réacteur (1) du premier étage. 5. Installation selon la revendications 4, caractérisée en ce que les sorties de collecte (16, 17) du premier étage (A) constituent la sortie des résidus de l'installation.