Adsorption
Qu’est-ce que c’est?
Adsorption est une réaction hétérogène dans laquelle les molécules de gaz sont retenues sur une surface solide ou liquide (adsorbant également appelé tamis moléculaire) qui préfère des composés spécifiques aux autres et les élimine ainsi des flux d'effluents (Figure 1). Lorsque la surface a adsorbé au maximum, le contenu adsorbé est désorbé dans le cadre de la régénération de l'adsorbant. Une fois désorbés, les contaminants sont généralement à une concentration plus élevée et peuvent être récupérés ou éliminés.
Les adsorbants typiques incluent (EIPPCB ; 2016) :
Les adsorbants typiques incluent (EIPPCB ; 2016) :
- charbon actif granulaire (CAG), l'adsorbant le plus courant avec une large plage d'efficacité et non limité aux composés polaires ou non polaires ; Le GAC peut être imprégné, par exemple avec des oxydants tels que le permanganate de potassium ;
- zéolithes, propriétés dépendant de leur fabrication, fonctionnant soit comme de simples tamis moléculaires, soit comme échangeurs d'ions sélectifs, soit comme adsorbeurs hydrophobes de COV ;
- particules de polymère macroporeux, qui sont utilisés sous forme de granulés ou de billes, sans être très sélectifs vis-à-vis des COV ;
- gel de silice;
- silicates de sodium-aluminium.
- adsorption en lit fixe;
- adsorption en lit fluidisé;
- adsorption en lit mobile continu;
- adsorption modulée en pression (PSA).
Conception, maintenance et efficacité
Tous les processus d'adsorption étant exothermiques, ils provoquent une élévation de température, ce qui n'est pas souhaitable pour l'adsorption de composés organiques. Le carbone ou les métaux sur CAG ainsi que les zéolithes peuvent catalyser l'oxydation de certains composés lorsque l'adsorbant est chaud, entraînant des feux de lit qui consomment également une partie ou la totalité du CAG, mais pas la zéolite. Il s'agit d'un danger lors de l'adsorption de certains hydrocarbures (tels que les cétones ou composés actifs comparables) à des températures ambiantes proches de celles qui provoquent l'oxydation du composé organique. Un tel feu de lit GAC peut soit modifier la taille des pores du reste du lit, soit oxyder le lit en cendres, ce qui est un incident grave qui peut brûler toute l'installation. Ces incendies peuvent être supprimés par humidification de l'air et par refroidissement intentionnel du CAG.
La surveillance de la température de la sortie de gaz de l'adsorbeur GAC est nécessaire pour prévenir les risques d'incendie. Une autre mesure importante est la chute de pression à travers le lit d'adsorbant. À travers le lit, la pression doit rester à peu près constante. Il devrait y avoir une alarme pour haute pression.
La surveillance de la température de la sortie de gaz de l'adsorbeur GAC est nécessaire pour prévenir les risques d'incendie. Une autre mesure importante est la chute de pression à travers le lit d'adsorbant. À travers le lit, la pression doit rester à peu près constante. Il devrait y avoir une alarme pour haute pression.
Applicabilité
Tableau 1 montre les limites d'application et les restrictions associées à l'adsorption (adapté de EIPPCB, 2016, Tableau 3.166).
Tableau 1. Limites d'application et restrictions associées à l'adsorption.
NI = aucune information disponible
Tableau 1. Limites d'application et restrictions associées à l'adsorption.
Question | CAG | Zéolites |
---|---|---|
Débit de gaz (Nm3/ h) | 100-100000 | |
Température (° C) | 15-80 (idéalement environ 20) | |
Pression (MPa) | 0.1-2 | Atmosphérique |
Perte de charge (mbar) | Entre 10 et 50 | NI |
Concentration d'odeur (ouE/m3) | 5000-100000 | NI |
Teneur en poussière (mg/Nm3) | Faible concentration pour éviter l'obstruction | Faible concentration pour éviter l'obstruction |
Humidité relative des gaz résiduaires | max 70% | NI |