Laveur de gaz humide
Qu’est-ce que c’est?
Le lavage humide (ou absorption) est un transfert de masse entre un gaz soluble et un solvant – souvent de l'eau – en contact l'un avec l'autre. L'épuration physique est préférée pour la récupération chimique, tandis que l'épuration chimique est limitée à l'élimination et à la réduction des composés gazeux. Le lavage physico-chimique occupe une position intermédiaire. Le composé est dissous dans le liquide absorbant et impliqué dans une réaction chimique réversible, qui permet la récupération du composé gazeux.
En fonction des polluants à éliminer, plusieurs liquides de lavage aqueux sont utilisés dont les suivants :
En fonction des polluants à éliminer, plusieurs liquides de lavage aqueux sont utilisés dont les suivants :
- Eau, pour éliminer les solvants et les gaz tels que les halogénures d'hydrogène ou l'ammoniac, l'objectif principal étant de récupérer et de réutiliser ces contaminants.
- Solutions alcalines (par exemple la soude caustique - c'est-à-dire l'hydroxyde de sodium - et le carbonate de sodium), pour éliminer les composés acides tels que les halogénures d'hydrogène, le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrogène (H2S), phénols, chlore.
La valeur du pH du laveur alcalin dépend du polluant à éliminer ; Le pH est souvent maintenu entre 8.5 et 9.5 (pour le SO2 l'élimination, une plage de pH de 6.5 à 7.5 est nécessaire, alors que pour H2L'élimination de S un pH de 10 ou plus est requis). La valeur du pH ne doit pas être trop élevée en raison de l'absorption de CO2 dans l'eau. Une valeur de pH de 10 et plus provoquera le CO dissous2 être présent dans l'eau sous forme de carbonate, provoquant une augmentation spectaculaire du taux de consommation alcaline. Le carbonate de calcium se déposera également sur les joints, augmentant la perte de charge. Pour éviter cela, de l'eau adoucie peut être utilisée dans un laveur de gaz alcalin. - Solutions oxydantes alcalines , c'est-à-dire des solutions alcalines avec des oxydants tels que l'hypochlorite de sodium (NaOCl), le dioxyde de chlore (ClO2), l'ozone (O3) ou le peroxyde d'hydrogène (H2O2); ceux-ci sont particulièrement indiqués pour l'élimination des odeurs.
- Solutions d'hydrogénosulfite de sodium , pour éliminer les odeurs (par exemple les aldéhydes).
- Solutions acides , pour éliminer les composés alcalins, par exemple l'ammoniac, les amines et les esters. Le dosage de l'acide se fait par régulation du pH. Dans la plupart des cas, le pH est maintenu entre 3 et 6. Acide sulfurique (H2SO4) est souvent l'acide de choix pour des raisons économiques. Pour des applications spécifiques, par exemple l'élimination de NH3, acide nitrique (HNO3) est utilisé.
- Solutions de monoéthanolamine et de diéthanolamine , adapté à l'absorption et à la récupération du sulfure d'hydrogène.
- Solvants organiques à faible volatilité , par exemple le nonane réfrigéré pour la récupération des COV légers tels que les butanes et les pentanes.
- Épurateurs à garniture fibreuse;
- Laveuses à lit mobile;
- épurateurs à lit fixe ;
- Laveurs à plaque d'impact ;
- Tours de pulvérisation.
- Exigences pour l'efficacité des performances,
- Besoins énergétiques,
- Réactifs,
- Propriétés du flux de gaz résiduaire.
Conception, maintenance et efficacité
Une conception optimale des systèmes d'épuration pour obtenir de faibles concentrations de sortie comprend une fiabilité élevée, un fonctionnement automatique et un écoulement à contre-courant de liquide et de gaz. Les épurateurs sont généralement utilisés avec des prérefroidisseurs (par exemple, des chambres de nébulisation et des quenchers) pour abaisser la température du gaz d'admission et saturer simultanément le flux de gaz, évitant ainsi des taux d'absorption réduits et l'évaporation du solvant. De tels dispositifs supplémentaires exercent de faibles pertes de charge.
L'efficacité de dépollution des laveurs de gaz dépend du temps de séjour du gaz dans la section d'absorption, du type de garnissage utilisé, du rapport liquide/gaz (L/G), du taux de rafraîchissement, de la température de l'eau et de l'ajout de chimiques.
Dans le cas des laveurs alcalino-oxydants, l'efficacité d'abattement dépend de l'oxydabilité des composés et du temps de séjour dans le laveur. Une augmentation du temps de séjour nécessite des installations plus grandes et des coûts d'investissement plus élevés. Les tests pilotes sont essentiels pour obtenir une bonne conception.
La consommation d'eau de lavage dépend en grande partie des concentrations entrantes et sortantes de composés gazeux. Les pertes par évaporation sont principalement déterminées par la température et l'humidité du flux de gaz entrant. Le flux de gaz sortant est, dans la plupart des cas, complètement saturé de vapeur d'eau.
Le lavage génère des eaux usées qui nécessitent un traitement, si le liquide de lavage avec son contenu n'est pas utilisé autrement.
Une mesure de routine est nécessaire pour :
Lors de l'utilisation d'un épurateur oxydant alcalin avec NaOCl, des vapeurs de chlore toxiques peuvent se former à des valeurs de pH faibles. Un épurateur alcalin pourrait alors être placé en série avec l'épurateur alcalin oxydant pour éliminer ces vapeurs de chlore.
L'absorption est améliorée par :
L'efficacité de dépollution des laveurs de gaz dépend du temps de séjour du gaz dans la section d'absorption, du type de garnissage utilisé, du rapport liquide/gaz (L/G), du taux de rafraîchissement, de la température de l'eau et de l'ajout de chimiques.
Dans le cas des laveurs alcalino-oxydants, l'efficacité d'abattement dépend de l'oxydabilité des composés et du temps de séjour dans le laveur. Une augmentation du temps de séjour nécessite des installations plus grandes et des coûts d'investissement plus élevés. Les tests pilotes sont essentiels pour obtenir une bonne conception.
La consommation d'eau de lavage dépend en grande partie des concentrations entrantes et sortantes de composés gazeux. Les pertes par évaporation sont principalement déterminées par la température et l'humidité du flux de gaz entrant. Le flux de gaz sortant est, dans la plupart des cas, complètement saturé de vapeur d'eau.
Le lavage génère des eaux usées qui nécessitent un traitement, si le liquide de lavage avec son contenu n'est pas utilisé autrement.
Une mesure de routine est nécessaire pour :
- La chute de pression à travers le laveur, comme moyen de découvrir des anomalies opérationnelles qui pourraient nécessiter une maintenance ;
- Le débit d'eau d'appoint du laveur ;
- Le débit d'eau de recyclage ;
- Le débit de réactif ;
- Dans certains cas, pH, température, conductivité électrique et potentiel de réduction.
Lors de l'utilisation d'un épurateur oxydant alcalin avec NaOCl, des vapeurs de chlore toxiques peuvent se former à des valeurs de pH faibles. Un épurateur alcalin pourrait alors être placé en série avec l'épurateur alcalin oxydant pour éliminer ces vapeurs de chlore.
L'absorption est améliorée par :
- Surfaces de contact plus grandes ;
- Ratios liquide/gaz plus élevés ;
- Des concentrations plus élevées dans le flux de gaz ;
- Des températures plus basses.
Applicabilité
Le lavage oxydatif alcalin serait utilisé dans des secteurs tels que l'industrie alimentaire, les abattoirs, la production d'agents aromatisants et l'industrie textile.
Tableau 1 montre les limites d'application et les restrictions associées au lavage par voie humide (adapté de EIPPCB, 2016, tableau 3.307).
Tableau 1. Limites d'application et restrictions associées au lavage humide.
Tableau 1 montre les limites d'application et les restrictions associées au lavage par voie humide (adapté de EIPPCB, 2016, tableau 3.307).
Tableau 1. Limites d'application et restrictions associées au lavage humide.
| Question | Limites/Restrictions |
|---|---|
| Débit de gaz (Nm3/ h) | 50-500000 |
| Température (° C) | 5-80 |
| Pression (MPa) | Atmosphérique |
| Perte de charge (mbar) | ~ 12 |
| Teneur en particules (mg/Nm3) |
