Brevet FR3130634A1 — publié le 20230623

Installation de traitement d’un gaz effluent pollué La présente invention concerne une installation (1) de traitement d’un gaz (G) effluent pollué comprenant au moins un ensemble (10a-10c) de capture d’un polluant dudit gaz effluent pollué, ledit ensemble de capture comprenant au moins : - un réservoir (12a-12c) comprenant un bain de liquide d’absorption (14a-14c) du polluant, - un dispositif de capture (16a-16c) comprenant une première portion (160a-160c) de capture située en une première position (P1) dans le bain et une deuxième portion (162a-162c) de capture, distincte de la première portion de capture, située en une deuxième position (P2) dans une région de traitement (RT) du gaz, et - un dispositif de déplacement (A) apte à déplacer les première et deuxième portions de capture entre les première et deuxième positions. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Installation de traitement d’un gaz effluent pollué L’invention concerne une installation de traitement d’un gaz effluent pollué ainsi qu’un procédé de traitement associé. Le gaz effluent traité peut comprendre un ou plusieurs polluants qui peuvent être à l’état gazeux et/ou solide. L’invention trouve, en particulier, une application pour le traitement d’un gaz effluent issu d’un procédé d’infiltration ou de dépôt chimique en phase vapeur (« Chemical Vapor Infiltration » ou « Chemical Vapor Deposition »), plus particulièrement issu d’une étape de formation de pyrocarbone par de telles techniques pour la fabrication de matériaux composites carbone/carbone, par exemple. Néanmoins, on reconnaîtra que l’installation décrite peut trouver une utilité pour le traitement de gaz effluents issus d’autres applications. Le document WO 03/047725 décrit un procédé de traitement d’un gaz effluent contenant des goudrons, en particulier des hydrocarbures aromatiques polycycliques, qui évite l’encrassement de canalisations ou une pollution de l’environnement par ces goudrons. La solution proposée se base sur le lavage du gaz effluent par pulvérisation d’huile aromatique à faible pression de vapeur et refroidie. Néanmoins, le fonctionnement à basse température conduit à une augmentation de la viscosité de l’huile et, par conséquent, une augmentation des pertes de charge au niveau de la pulvérisation ce qui modifie les surfaces d’échange et donc l’efficacité du piégeage. En outre, l’emploi de basses températures a tendance à réduire la solubilité des polluants dans l’huile, ce qui conduit à l’utilisation d’une quantité élevée d’huile pour contrebalancer cette rapide saturation du solvant en polluant. Aussi, la solution décrite propose une pulvérisation de l’huile à co-courant limitant les potentiels d’échange (thermique et physique) entre le flux de gaz pollué et l’huile. L’invention vise à répondre à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur et y parvient en proposant une installation de traitement d’un gaz effluent pollué comprenant au moins un ensemble de capture d’un polluant dudit gaz effluent pollué, ledit ensemble de capture comprenant au moins : - un réservoir comprenant un bain de liquide d’absorption du polluant, - un dispositif de capture comprenant une première portion de capture située en une première position dans le bain et une deuxième portion de capture, distincte de la première portion de capture, située en une deuxième position dans une région de traitement du gaz, et - un dispositif de déplacement apte à déplacer les première et deuxième portions de capture entre les première et deuxième positions. L’invention met en œuvre un bain de liquide d’absorption qui permet de s’affranchir des limitations rencontrées avec la technique de pulvérisation décrites plus haut. Le dispositif de déplacement permet de plonger régulièrement pendant le traitement les portions du dispositif de capture afin de récupérer dans le bain les polluants captés, éviter le bouchage de ces portions et remettre du liquide d’absorption moins chargé en polluant. L’immersion du dispositif de capture dans le bain permet également de le refroidir suite à sa mise en contact avec le gaz. Dans un exemple de réalisation, l’installation comprend en outre un deuxième ensemble de capture du polluant en aval de l’ensemble de capture et comprenant au moins : - un deuxième réservoir comprenant un deuxième bain de liquide d’absorption du polluant, - un deuxième dispositif de capture comprenant une première portion de capture située en une première position dans le deuxième bain et une deuxième portion de capture, distincte de la première portion, située en une deuxième position dans la région de traitement du gaz, et - un deuxième dispositif de déplacement apte à déplacer les première et deuxième portions de capture du deuxième dispositif de capture entre les première et deuxième positions. Une telle caractéristique participe avantageusement à récupérer davantage de polluant et donc à améliorer la purification du gaz effluent. En particulier, l’installation peut comprendre en outre une source de liquide d’absorption en communication avec le deuxième réservoir et le deuxième réservoir peut être configuré pour être mis en communication avec le premier réservoir de sorte à apporter une fraction du deuxième bain dans le premier bain. Le deuxième bain se charge en polluant et se mélange avec le premier bain dans le premier réservoir où il continuera à se charger en polluant puisqu’il sera dans le premier réservoir à une température plus élevée (sa limite d’absorption augmente avec la température). Ainsi, on favorise la capture du polluant et l’on met mieux à profit la capacité d’absorption du deuxième bain. L’apport du deuxième bain permet également de refroidir le premier bain et donc le gaz effluent. Le liquide d’absorption est ainsi employé plus efficacement et sa quantité peut être réduite sans affecter la qualité du traitement. En particulier, le deuxième réservoir peut être configuré pour apporter la fraction du deuxième bain dans le premier bain par débordement du deuxième réservoir. Une telle caractéristique permet avantageusement de réaliser l’apport de liquide d’absorption d’une manière simple. Dans un exemple de réalisation, une surface spécifique du dispositif de capture est inférieure à une surface spécifique du deuxième dispositif de capture. Une telle caractéristique est avantageuse car le dispositif de capture a une résistance à l’encrassement par les particules solides du polluant supérieure à celle du deuxième dispositif de capture. Le dépôt de particules solides s’opère ainsi significativement sur le dispositif de capture ce qui permet de réduire le risque de bouchage du deuxième dispositif de capture par les particules solides lequel est plus sensible à ce phénomène, et donc de faire en sorte qu’il présente une plus grande efficacité. On vient de décrire un exemple d’installation à au moins deux ensembles de capture mais l’on ne sort pas du cadre de l’invention lorsque celle-ci comprend au moins trois ensembles de capture tels que décrits plus haut avec le troisième ensemble de capture en aval du deuxième ensemble de capture. De manière générale, l’installation peut être configurée de manière à ce que la source de liquide d’absorption soit en communication avec le réservoir de l’ensemble de capture le plus en aval, le réservoir de chaque ensemble pouvant être mis en communication avec le réservoir de l’ensemble immédiatement en amont. Dans un exemple de réalisation, chaque dispositif de déplacement est apte à déplacer les première et deuxième portions de capture en rotation autour d’une direction d’écoulement du gaz effluent pollué. Dans ce cas, chaque portion du dispositif de capture plonge régulièrement dans le bain de liquide d’absorption associé ce qui permet d’obtenir une bonne récupération du polluant tout en conservant un dispositif compact le long de la direction d’écoulement du gaz effluent pollué. Dans un exemple de réalisation, chaque bain de liquide d’absorption est en communication thermique avec un dispositif de refroidissement. Une telle caractéristique participe avantageusement à réguler la température du ou des bains de sorte à favoriser le refroidissement du gaz et donc favoriser la condensation du polluant. En outre dans le cas particulier où l’échangeur de chaleur est combiné à un apport de liquide d’absorption dans le premier bain, on peut ainsi décorréler l’apport de liquide du refroidissement du gaz et donc ne pas faire en sorte que la quantité de liquide d’absorption apportée soit déterminée pour réaliser ce refroidissement. Cela permet de calibrer la quantité de liquide d’absorption apportée uniquement pour favoriser la récupération du polluant et donc d’améliorer l’efficacité de traitement de l’installation à quantité de liquide d’absorption donnée. L’invention concerne également une installation pour le dépôt ou l’infiltration chimique en phase vapeur, comprenant au moins un four de dépôt ou d’infiltration chimique en phase vapeur et une installation telle que décrite plus haut en communication avec une sortie du four. L’invention concerne également un procédé de traitement d’un gaz effluent pollué mettant en œuvre une installation telle que décrite plus haut, comprenant au moins pour chaque ensemble de capture : - la capture du polluant par mise en contact du gaz effluent pollué avec la deuxième portion de capture située à la deuxième position, - la récupération du polluant capturé par la deuxième portion par le bain de liquide d’absorption associé par déplacement de cette deuxième portion dans la première position, - le déplacement de la première portion de capture dans la deuxième position, et - la capture du polluant par mise en contact du gaz effluent pollué avec la première portion de capture ainsi déplacée à la deuxième position. On peut compléter ces étapes en déplaçant la première portion de capture dans la première position et la deuxième portion de capture dans la deuxième portion et continuer la capture et la récupération comme indiqué ci-dessus. Dans un exemple de réalisation, du liquide d’absorption supplémentaire est apporté dans le deuxième réservoir de sorte à le faire déborder et à transférer une fraction du deuxième bain dans le premier bain. Dans un exemple de réalisation, les première et deuxième portions de capture sont animées d’un mouvement de rotation autour de la direction d’écoulement du gaz effluent pollué. La représente, de manière schématique et partielle, un exemple d’installation de traitement selon l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un détail d’un dispositif de capture pouvant être mis en œuvre dans l’installation de la . La représente, de manière schématique et partielle, un détail d’un dispositif de capture pouvant être mis en œuvre dans l’installation de la . La représente, de manière schématique et partielle, une application de l’installation de traitement de la au traitement d’un gaz effluent issu d’un procédé d’infiltration chimique en phase vapeur. La représente, de manière schématique et partielle, une variante d’installation de traitement selon l’invention. Installation (1) de traitement d’un gaz (G) effluent pollué comprenant au moins un ensemble (10a-10c) de capture d’un polluant dudit gaz effluent pollué, ledit ensemble de capture comprenant au moins : - un réservoir (12a-12c ; 12) comprenant un bain de liquide d’absorption (14a-14c ; 14) du polluant, - un dispositif (16a-16c ; 26) de capture comprenant une première portion (160a-160c ; 260) de capture située en une première position (P1) dans le bain et une deuxième portion (162a-162c ; 262) de capture, distincte de la première portion de capture, située en une deuxième position (P2) dans une région (RT) de traitement du gaz, et - un dispositif de déplacement (A ; V) apte à déplacer les première et deuxième portions de capture entre les première et deuxième positions. Installation (1) selon la revendication 1, comprenant en outre un deuxième ensemble (10b) de capture du polluant en aval de l’ensemble (10a) de capture et comprenant au moins : - un deuxième réservoir (12b) comprenant un deuxième bain de liquide d’absorption (14b) du polluant, - un deuxième dispositif (16b) de capture comprenant une première portion (160b) de capture située en une première position (P1) dans le deuxième bain et une deuxième portion de capture (162b), distincte de la première portion, située en une deuxième position (P2) dans la région de traitement (RT) du gaz, et - un deuxième dispositif de déplacement (A) apte à déplacer les première et deuxième portions de capture du deuxième dispositif de capture entre les première et deuxième positions. Installation (1) selon la revendication 2, dans laquelle l’installation (1) comprend en outre une source (EL) de liquide d’absorption en communication avec le deuxième réservoir (12b) et dans laquelle le deuxième réservoir (12b) est configuré pour être mis en communication avec le premier réservoir (12a) de sorte à apporter une fraction du deuxième bain dans le premier bain. Installation (1) selon la revendication 3, dans laquelle le deuxième réservoir est configuré pour apporter la fraction du deuxième bain dans le premier bain par débordement du deuxième réservoir. Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle une surface spécifique du dispositif de capture (16a) est inférieure à une surface spécifique du deuxième dispositif de capture (16b). Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle chaque dispositif de déplacement (A) est apte à déplacer les première (160a-160c) et deuxième (162a-162c) portions de capture en rotation autour d’une direction (D) d’écoulement du gaz (G) effluent pollué. Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle chaque bain de liquide d’absorption (14a-14c) est en communication thermique avec un dispositif (18a-18c) de refroidissement. Installation pour le dépôt ou l’infiltration chimique en phase vapeur, comprenant au moins un four (2) de dépôt ou d’infiltration chimique en phase vapeur et une installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 en communication avec une sortie du four. Procédé de traitement d’un gaz (G) effluent pollué mettant en œuvre une installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins pour chaque ensemble (10a-10c) de capture : la capture du polluant par mise en contact du gaz (G) effluent pollué avec la deuxième portion (162a-162c ; 262) de capture située à la deuxième position (P2), la récupération du polluant capturé par la deuxième portion par le bain de liquide d’absorption (14a-14c ; 14) associé par déplacement de cette deuxième portion dans la première position (P1), le déplacement de la première portion (160a-160c ; 260) de capture dans la deuxième position, et la capture du polluant par mise en contact du gaz effluent pollué avec la première portion de capture ainsi déplacée à la deuxième position. Procédé selon la revendication 9 mettant en œuvre une installation (1) selon la revendication 4 ou selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 rattachée à la revendication 4, dans lequel du liquide d’absorption supplémentaire est apporté dans le deuxième réservoir (12b) de sorte à le faire déborder et à transférer une fraction du deuxième bain dans le premier bain. Procédé selon la revendication 9 ou 10 mettant en œuvre une installation selon la revendication 6 ou selon la revendication 7 rattachée à la revendication 6, dans lequel les première (160a-160c) et deuxième (260a-260c) portions de capture sont animées d’un mouvement de rotation (R) autour de la direction (D) d’écoulement du gaz (G) effluent pollué.