Brevet FR2725635A1 — publié le 19960419

"Procédé et dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche" DESCRIPTION Domaine technique La présente invention conceme un procédé et un dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche. Ce procédé est relatif au traitement de gaz acides pouvant entre autres contenir du dioxyde de soufre, de l'acide chlorhydrique ou de l'acide fluorhydrique. Etat de la technique antérieure Les effluents gazeux résultant de la combustion de combustibles fossiles (charbon, fuel) et de déchets (ordures ménagères, plastiques etc...) constituent de par les composés qu'ils contiennent (SO2, HCI, NO2, ...) une source importante de pollution atmosphérique. Ils provoquent des nuisances notables se traduisant par la dégradation de la couche d'ozone, la production de pluies acides, la contamination des sols, des nappes phréatiques, etc.... Compte tenu de l'importance et du caractère nocif de produits tels que le dioxyde de soufre, I'acide chlorhydrique ou l'acide fluorhydrique, de nombreux chercheurs ont tenté de mettre au point des procédés de traitement de ces polluants. De tels traitements peuvent être effectués selon trois modes: humide, sec et semi-sec. Le traitement par voie humide est une technique relativement performante (90 %) mais il reste coûteux et entraîne l'apparition de sels alcalins restant en suspension ou en solution, constituant un rejet liquide difficile à éliminer et cher à traiter. Le traitement par voie sèche, moins efficace que par voie humide nécessite des appareils à temps de contact plus élevés fonctionnant à des températures supérieures à 300"C. II conduit toutefois à éliminer les inconvénients liés au traitement en milieu humide (gaz saturés, risques de corrosion, épuration des eaux) et produit des rejets solides que l'on peut facilement stocker. Mais globalement l'absorption est moins efficace que dans le traitement par voie humide. A l'heure actuelle, ce type de procédé n'a pas de développement équivalent à celui des procédés par voie humide. Quant au traitement par voie semi-sèche, plus économique en investissement que la voie humide, il consomme moins d'énergie, évite les risques de corrosion et reste aussi efficace que les procédés humides. Cette voie intermédiaire entre les procédés humides et secs permet l'obtention de taux d'absorption supérieurs à 90 % tout en conduisant à un résidu sec. Toutefois ces procédés semi-secs ne permettent pas d'obtenir totalement satisfaction compte tenu du coût important des réactifs (exemple du procédé à la chaux) et du risque fréquent de colmatage. Pour pallier de tels inconvénients, la présente invention a pour objet de réaliser un procédé et un dispositif de traitement plus fiables et plus économiques. ExPosé de Invention L'invention propose un procédé de traitement de gaz acides, par voie semi-sèche, caractérisé en ce que on fait passer le mélange gazeux à traiter dans un contacteur gazniquide, par une atomisation d'une solution alcaline basique qui réagit avec les polluants pour donner un résidu sec non toxique, et on fait ensuite passer le mélange gazeux dans une colonne et un filtre afin d'achever la réaction et de l'épurer des résidus solides ainsi formés par un système de nettoyage automatique de l'installation permettant de s'affranchir des problèmes de colmatage et par la production d'un résidu parfaitement sec, non toxique et qui peut être facilement stocké. Le procédé de l'invention est caractérisé par les points suivants. L'absorption des polluants a lieu dans un contacteur gaz/liquide où la phase gazeuse à traiter est mise en contact avec la solution ou la suspension basique réactionnelle en amont du col d'un contacteur de type venturi qui assure la dispersion et le contact gaz/liquide/solide. Les mélanges gazeux à traiter sont acides, contiennent essentiellement du dioxyde de soufre, de l'acide chlorhydrique ou de l'acide fluorhydrique et ont une température supérieure à leurs points de rosée. La solution liquide est une solution basique alcaline, de préférence de la soude ou de la potasse, à faible quantité d'eau. La solution liquide est injectée dans le contacteur de type venturi au moyen d'une pompe et d'une buse. Le débit et la concentration de solution liquide injectés sont fonction de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation et sont calculés pour d'une part neutraliser les polluants et d'autre part permettre une évaporation totale du liquide et conduire à un résidu sec. II découle de façon tout à fait claire que l'injection de liquide peut être asservie à la mesure d'une concentration en polluants. Afin de pallier à la formation accidentelle de dépôts de sels dans le contacteur qui entraînerait un bouchage partiel, un système automatique d'injection d'eau asservi à la montée de perte de charge dans le contacteur est prévu. L'injection d'eau se fait au-dessus de la buse de manière à nettoyer l'ensemble contacteur venturjibuse. Le débit d'eau est calculé pour permettre d'une part le nettoyage du contacteur (retour à la perte de charge initiale) et d'autre part l'évaporation totale de cette eau afin d'obtenir un résidu parfaitement sec. Une colonne est placée en aval du contacteur venturi pour accroître le temps de contact gaziliquide et donc augmenter le rendement d'épuration, et permette le dépôt des sels formés précédemment. Pour permettre le fonctionnement continu de l'installation, un frappage de la colonne est assuré au moyen de vibreurs. Le résidu solide ainsi détaché est collecté dans un fût. Le filtre permet d'arrêter les particules les plus fines entraînées par le flux gazeux et qui ne se sont pas déposées dans la colonne. Ce filtre peut être du type filtre à manches ou filtre à très haute efficacité. Ce filtre doit également être équipé d'un système de décolmatage par exemple à l'air comprimé, pour un fonctionnement continu. Les gaz ainsi traités sont envoyés dans une cheminée. L'invention conceme également un dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce qu'il comprend: -un contacteur d'injection d'une solution liquide, dans lequel est introduit le mélange gazeux; - une colonne sous laquelle est disposé un fût pour recueillir les dépôts de sel se détachant des parois; - un filtre, sous lequel est disposé un fût pour recueillir le résidu solide provenant du décolmatage du filtre, suivi d'une cheminée pour rejeter le mélange gazeux épuré dans l'atmosphère. Avantageusement le contacteur est du type venturi. Des vibreurs sont disposés sur les parois extemes de la colonne. Un bac de stockage est relié au contacteur par l'intermédiaire d'une pompe de manière à acheminer un réactif concentré Brève description des dessins La figure unique représente un schéma d'une installation permettant la mise en oeuvre de ce procédé. ExDosé détaillé de modes de réalisation Comme représenté sur la figure, le mélange gazeux à traiter est introduit selon la flèche a dans un contacteur i dans lequel des polluants, tels que du dioxyde de souffre SO2, de l'acide chlorhydrique HCI ou de l'acide fluorhydrique HF, sont absorbés par une solution liquide injectée dans le contacteur 1 selon la flèche b. Ce contacteur 1 peut être du type Venturi. L'injection du liquide se fait au moyen d'une buse 2 ou autre (air comprimé par exemple). Comme représenté sur la figure, la solution liquide injectée est un mélange d'eau (flèche c) et de réactif basique concentré (flèche d). Ce système permet de moduler la concentration en réactif en fonction de la concentration de polluants en entrée ou en sortie. Le réactif concentré est acheminé (flèche d) depuis un bac de stockage 8 par l'intermédiaire d'une pompe 7. Selon la flèche g, un système automatique d'injection d'eau asservi à la montée de perte de charge dans le contacteur permet de nettoyer celui-å ainsi que la buse 2. Le mélange gazeux chargé de particules solides quitte le contacteur 1 pour entrer immédiatement dans une colonne 3. Les plus grosses particules se déposent sur les paroirs, les autres sont entraînées et entrent dans le filtre 4 selon la flèche e. Le mélange gazeux épuré sort du filtre 4 selon la flèche f et entre dans une cheminée pour être ensuite rejeté dans l'atmosphère. Des vibreurs 9 positionnés sur la colonne 3 permettent de détacher les dépôts de sels des parois. Le résidu solide est recueilli dans un fût 5. Un fût 6 sert à récolter le résidu solide provenant du décolmatage du filtre 4. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce que: -on fait passer le mélange gazeux à traiter dans un contacteur gaziliquide (1) dans lequel est pulvérisée à co-courant une solution alcaline basique qui réagit avec les polluants pour donner un résidu solide sec non toxique; - on fait ensuite passer le gaz dans une colonne (3) et un filtre (4) afin d'achever la réaction et de l'épurer des résidus solides ainsi formés, par un système de nettoyage automatique de l'installation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur gaz/liquide (1) est du type Venturi. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline basique est préférentiellement de la soude ou de la potasse. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline basique est une solution liquide injectée dans le contacteur (1) au moyen d'une buse. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le débit ainsi que la concentration de la solution liquide injectés sont fonction de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation et sont calculés pour d'une part neutraliser les polluants et d'autre part permettre une évaporation totale du liquide et conduire à un résidu sec. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en solution alcaline basique est obtenue en diluant une solution concentrée dans de l'eau. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'injection de la solution de liquide est asservie à la mesure de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une injection d'eau dans le contacteur (1) est réalisée, asservie à la montée de perte de charge du contacteur de manière à remédier à la formation accidentelle de dépôts de sels dans le contacteur (1). 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on réalise une opération de décolmatage de la colonne. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que cette opération de décolmatage est périodique ou asservie à la montée de perte de charge dans la colonne. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (4) est du type filtre à manches ou filtre à très haute efficacité. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise une opération de décolmatage du filtre soit périodique, soit asservi à la montée de perte de charge dans le filtre. 13. Dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce qu'il comprend: - un contacteur (1) d'injection d'une solution liquide, dans lequel est introduit le mélange gazeux; - une colonne (3) sous laquelle est disposé un fût (5) pour recueillir les dépôts de sels se détachant des parois; - un filtre (4), sous lequel est disposé un fût (6) pour recueillir le résidu solide provenant du décolmatage du filtre, suivi d'une cheminée pour rejeter le mélange gazeux épuré dans l'atmosphère. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le contacteur est du type Venturi. 15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que des vibreurs (9) sont disposés sur les parois extemes de la colonne (3). 16. Dispositif selon la revendication 13, un bac de stockage est relié au contacteur (1) par l'intermédiaire d'un pompe (7) de manière à acheminer un réactif concentré.