BE1024549A1 - Composition pour la purification de gaz de fumée - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une composition pour la purification de gaz de fumée contenant 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique et 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant, dans laquelle la poudre d'un matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g. L'invention concerne aussi un procédé pour la purification de gaz de fumée par voie sèche et l'utilisation d'un matériau absorbant pour améliorer la fluidité et/ou l'aptitude au stockage et/ou le pouvoir d'absorption du HF d'un sel de sodium d'acide carbonique.
Description
(71) Demandeur(s) :
S.A. LHOIST RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT 1342, OTTIGNIES-LOUVAIN-LA-NEUVE Belgique (72) Inventeur(s) :
SINDRAM Martin 58256 ENNEPETAL Allemagne
DIETHELM Walter 40822 METTMANN Allemagne
PUST Christopher 40625 DUSSELDORF Allemagne
PETTIAU Xavier 6010 COUILLET Belgique (54) COMPOSITION POUR LA PURIFICATION DE GAZ DE FUMÉE (57) L'invention concerne une composition pour la purification de gaz de fumée contenant 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique et 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant, dans laquelle la poudre d'un matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g. L'invention concerne aussi un procédé pour la purification de gaz de fumée par voie sèche et l'utilisation d'un matériau absorbant pour améliorer la fluidité et/ou l'aptitude au stockage et/ou le pouvoir d'absorption du HF d'un sel de sodium d'acide carbonique.
Elimination du SCj par des mélanges de Sorbacal SP avec de t'hydrngénocarhonate de sodium broyé
Fraclton d'hydrogènocarbcnate de sodium broyé dans iè mélangé (% eh pords)
Figure 1
BE2016/5974
COMPOSITION POUR LA PURIFICATION DE GAZ DE FUMÉE
La présente invention concerne une composition pour la purification de gaz de fumée par voie sèche, un procédé de fabrication de ladite composition, et l'utilisation de ladite composition pour la purification de gaz de fumée par voie sèche. L'invention concerne aussi un procédé de purification de gaz de fumée par voie sèche et l'utilisation d'un matériau absorbant pour améliorer la fluidité et/ou l'aptitude au stockage et/ou le pouvoir d'absorption de HF d'un sel de sodium d'acide carbonique.
De nombreux procédés industriels produisent des gaz de fumée. Par exemple, dans la fumée des ressources fossiles, par exemple dans des centrales telles que des centrales à charbon, de grandes quantités de gaz de fumée sont produites. Egalement dans l'incinération des déchets, de grandes quantités de gaz de fumée sont produites.
Les gaz de fumée contiennent souvent des polluants dangereux ou même toxiques, par exemple les oxydes de soufre, tels que le dioxyde de soufre (SO2) ou le trioxyde de soufre (SO3) , et/ou les halogénures d'hydrogène, tels que le fluorure d'hydrogène (HF) et/ou le chlorure d'hydrogène (HCl).
Des tentatives ont été faites pour réduire les niveaux de polluants dans l'air. En particulier, des procédés pour la purification des gaz de fumée ont été imaginés pour réduire les quantités de polluants émis par exemple par des usines d'incinération de déchets et par des centrales alimentées par des ressources fossiles. Ces procédés comprennent habituellement la mise en contact du gaz de fumée avec un absorbant, également appelé sorbant.
Différents procédés ont été imaginés pour la purification des gaz de fumée, également appelée épuration des gaz de fumée. Dans une épuration par voie humide, un absorbant alcalin tel que le calcaire ou un matériau à base de chaux est mis en contact avec le gaz de fumée habituellement sous la
BE2016/5974 forme d'une bouillie aqueuse. Les inconvénients de l'épuration par voie humide comprennent la corrosion de l'équipement, la nécessité d'un traitement ou d'une réutilisation des eaux usées.
Dans une épuration par voie sèche, également appelée purification de gaz de fumée par voie sèche ou injection de sorbant sec, l'absorbant est normalement mis en contact avec le gaz de fumée à l'état sec. Après absorption, les produits réactionnels secs sont normalement collectés en aval dans une unité de dépoussiérage qui a habituellement un filtre en étoffe ou un filtre électrostatique. Un gros avantage de la purification de gaz de fumée par voie sèche est la simplicité de l'équipement requis pour mettre en œuvre une purification de gaz de fumée par voie sèche.
Les matériaux à base de chaux, tels que la chaux hydratée (Ca(OH)2), ou les sels de métal alcalin d'acide carbonique, tels que 1'hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO3) ou le sesquicarbonate de sodium tel que le trôna (Na2CO3*NaHCO3*2H2O) , sont souvent employés en tant qu'absorbants dans la purification de gaz de fumée par voie sèche.
Il a été suggéré d'utiliser à la fois de 1 ' hydrogénocarbonate de sodium et de la chaux hydratée pour la purification de gaz de fumée. Le document JP Hll-165036 A décrit un procédé pour la purification de gaz de fumée par injection simultanée d’hydrogénocarbonate de sodium et de chaux hydratée via deux systèmes d'injection séparés dans le courant de gaz de fumée. Toutefois, les deux systèmes d'injection séparés augmentent le coût du système de purification de gaz de fumée.
De plus, ont été rapportés des absorbants améliorés, en particulier des particules d'hydroxyde de calcium améliorées.
Par exemple, le document EP 0 861 209 Bl décrit des particules d'hydroxyde de calcium ayant un volume poreux total d'au moins 0,1 cm3/g pour la capture de gaz acides. Les
BE2016/5974 particules d'hydroxyde de calcium sont préparées par extinction de particules de chaux vive (CaO) ayant une réactivité supérieure à 30°C/minute avec suffisamment d'eau pour que soit obtenu de l’hydroxyde de calcium ayant une humidité résiduelle comprise entre 15 et 30 % en poids, suivie d'un séchage et d'un broyage. Il est rapporté que les particules sont plus efficaces que les particules d'hydroxyde de calcium standard pour capturer le dioxyde de soufre et le chlorure d'hydrogène.
Le document WO 2007000433 A2 décrit une chaux hydratée en poudre comprenant jusqu'à 3,5 % en poids d'un métal alcalin et ayant une surface spécifique BET de 25 m2/g ou plus ainsi qu'un volume poreux total BJH de 0,1 cm3/g. La chaux hydratée est préparée par extinction de chaux vive. Le métal alcalin est introduit dans la chaux hydratée au moyen d'un sel de métal alcalin qui est avantageusement ajouté à l'eau d'extinction pour la chaux vive. Il est rapporté que la chaux hydratée est plus efficace que d'autres absorbants à base de chaux hydratée pour capturer le dioxyde de soufre et le chlorure d'hydrogène.
Généralement, afin d'augmenter le pouvoir absorbant des adsorbants, ceux-ci sont broyés en des poudres fines ayant une petite granulométrie. Plus la granulométrie est petite et plus la surface spécifique de la particule, et donc de l'absorbant, est importante, lequel absorbant peut réagir avec les polluants dans le gaz de fumée. En tant que valeur caractéristique de la granulométrie d'une poudre, on utilise souvent ce que l'on appelle la valeur d5o- La valeur d50 des particules de la poudre est normalement déterminée par la distribution de granulométrie de la poudre. La taille pour laquelle 50 % de la poudre vont traverser une ouverture théorique d'un tamis, déterminée à partir de la distribution de granulométrie, est couramment appelée la valeur d50. Typiquement, des valeurs dso inférieures à 40 pm, ou même inférieures à 20 pm, sont souhaitables pour les absorbants.
BE2016/5974
Le maintien d'une d5o faible dans une poudre d'un sel sodique d'acide carbonique est difficile, en particulier pour le trôna et pour 1'hydrogénocarbonate de sodium.
Bien que l'on puisse préparer par broyage une poudre particulier inférieure à
| 40 pm ou | même | inférieure | |
| résultante | de | la | poudre |
| maintenue | sur | de | longues |
sodique d'acide carbonique, en d'hydrogénocarbonate de sodium, ayant une d50 à 20 pm, la faible granulométrie à grains fins ne peut pas être périodes de temps. Normalement, au bout de quelques jours ou même déjà au bout d'un jour, les particules de la poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique, en particulier d'hydrogénocarbonate de sodium, commencent à se réagglomérer, en formant ainsi des agrégats plus gros. Une poudre contenant des agrégats plus gros n'est pas souhaitable à cause de la surface spécifique réduite. Pour cette raison, les sels de sodium d'acide carbonique, en particulier 1'hydrogénocarbonate de sodium, sont normalement broyés sur le site immédiatement avant utilisation. Ceci rend nécessaire la présence de broyeurs pour le sel sodique d'acide carbonique, lesquels augmentent le coût du système de purification de gaz de fumée, également en raison de leur coût d'entretien. Ainsi, l'aptitude au stockage de poudres de sels de sodium et d'acide carbonique, en particulier de trôna ou d'hydrogénocarbonate de sodium, ayant une d50 faible, est difficile.
En plus de leur surface spécifique, les particules peuvent aussi contenir une certaine porosité, normalement spécifiée par le volume poreux spécifique du matériau. Si les pores formant la porosité sont accessibles depuis l'extérieur des particules, ceci augmente aussi habituellement la surface spécifique des particules. Par conséquent, si le matériau en cours d'étude a un grand volume poreux spécifique, il a aussi normalement une surface spécifique élevée. Toutefois, l'inverse n'est pas nécessairement le cas. Par exemple, la silice fumée, parfois aussi appelée silice pyrogène, est un
BE2016/5974 matériau particulaire ayant une surface spécifique de 50 à 600 m2/g, dont les particules sont non poreuses.
Un autre problème des poudres de sels de sodium d'acide carbonique est leur fluidité. Lorsqu'elles sont stockées par exemple dans des silos, les poudres de sels sodique d'acide carbonique tendent à devenir plus denses, vraisemblablement par l'action de la gravité. Dans ce processus, la poudre perd sa fluidité, ce qui rend difficile de sortir la poudre du silo. Afin de rendre la poudre accessible, il faut qu'elle soit agitée, par exemple avec de l'air sous pression, afin que soit restaurée la fluidité de la poudre.
Encore un autre problème observé lors du broyage de sels de sodium et d'acide carbonique, en particulier d'hydrogénocarbonate de sodium, est l'agglutination du matériau broyé sur l'équipement de broyage, par exemple sur les parois du broyeur. Cet effet d'agglutination rend nécessaire un entretien régulier des broyeurs. Des tentatives pour surmonter cet effet d'agglutination comprennent l'addition d'acide stéarique, de stéarate de calcium, de triméthylolpropane, ou de glycols durant le broyage, en particulier à 1'hydrogénocarbonate de sodium. Bien que ceci aide à réduire l'effet d'agglutination, les additifs additionnels augmentent le coût du procédé.
En plus de compositions constituées principalement d'un seul absorbant, on connaît aussi des mélanges d'absorbants.
Le document WO 2007031552 Al décrit une composition d'absorbant pour gaz de fumée contenant du SO3, qui contient un additif et un absorbant à base de sodium tel que 1'hydrogénocarbonate de sodium ou le trôna mécaniquement raffiné. L'additif est choisi parmi le carbonate de magnésium, le carbonate de calcium, 1'hydroxyde de magnésium, 1'hydroxyde de calcium, et leurs mélanges, et il est présent dans le mélange en une quantité de préférence comprise entre 0,1 % et 5 %, tout spécialement comprise entre 0,5 et 2 % en poids de
BE2016/5974 l'absorbant à base de sodium.
Le document DE 202 10 008 U1 décrit une composition pour la purification de gaz de fumée à base de chaux vive (CaO) . La composition peut de plus contenir de 1'hydroxyde de calcium et de 1 'hydrogénocarbonate de sodium. On préfère les compositions qui contiennent principalement de la chaux vive.
Le document US 4 859 438 décrit un procédé pour retirer les substances dangereuses dans des gaz de fumée, utilisant des mélanges d'absorbants secs à base d'oxydes hydratés, d'hydroxydes ou d'oxydes. Les absorbants secs peuvent comprendre 1'hydrogénocarbonate de sodium et un ou plusieurs parmi NH4HCO3, Al (OH) 3, le gel de silice, l'hydroxyde de calcium, et les sels avec de l'eau de cristallisation tels que CaCl2 ou AI2O3. Il est rapporté que l'élimination des substances dangereuses dans les gaz de fumée est améliorée avec la composition.
Le document EP 1 004 345 A2 décrit un agent de traitement pour l'élimination de composants acides dans un gaz. L'agent de traitement contient de 1'hydrogénocarbonate de sodium en une quantité de préférence d'au moins 70 % en poids, et peut contenir un autre composant tel que 1'hydrogénocarbonate de potassium, la chaux éteinte, le carbonate de calcium, la zéolite, le charbon activé, ou la silice ou la terre de diatomées. Afin d'empêcher une agglomération, l'agent de traitement peut contenir de la poudre de silice, de la silice fumée, du carbone blanc, un carbonate de magnésium basique, du carbonate de calcium ou de la terre de diatomées. La composition du document EP 1 004 345 A2 peut efficacement retirer les composants acides dans un gaz de fumée.
Les exemples de compositions de la technique antérieure, mentionnés ci-dessus, restent silencieux à propos de la porosité des absorbants et/ou des effets avantageux en résultant.
En dépit des progrès effectués dans le maintien de
BE2016/5974 l'aptitude au stockage, on souhaite des solutions qui aident à maintenir la distribution de granulométrie, en particulier la valeur d50, d'une poudre. De plus, on souhaite des compositions absorbantes ayant un bon pouvoir absorbant des oxydes de soufre et/ou des halogénures d'hydrogène. En outre, on souhaite des compositions ayant une bonne fluidité, en particulier après un certain temps de stockage.
Un objet de la présente invention réside par conséquent dans la mise à disposition d'une composition présentant une bonne fluidité, une bonne aptitude au stockage, et/ou un bon pouvoir absorbant de polluants tels que les oxydes de soufre et/ou les halogénures d'hydrogène. En particulier, un objet de la présente invention réside dans la mise à disposition d'une composition présentant une fluidité aussi élevée que possible, en particulier après un certain temps de stockage, et présentant en même temps un bon pouvoir d'absorption de l'oxyde de soufre. Cette combinaison d'un pouvoir d'absorption de l'oxyde de soufre et d'une fluidité aussi élevée que possible est difficile à obtenir parce que les composés ayant un bon pouvoir absorbant des oxydes de soufre, comme par exemple 1'hydrogénocarbonate de sodium, sont connus pour leur fluidité limitée, en particulier après un certain temps de stockage.
Certains ou la totalité de ces objets peuvent être atteints par utilisation de la présente invention. En particulier, certains ou la totalité de ces objets peuvent être atteints par la composition de la revendication 1, le procédé de la revendication 10, la composition de la revendication 15, le procédé de la revendication 16, l'utilisation de la revendication 17, et l'utilisation de la revendication 18.
D'autres modes de réalisation sont décrits dans les revendications dépendantes et seront discutés dans ce qui suit.
BE2016/5974
L'invention met à disposition une composition pour la purification de gaz de fumée, ladite composition contenant, dans chaque cas par rapport au poids total de la composition :
a. 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d’acide carbonique ; et
b. 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant ;
dans laquelle ladite poudre dudit matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g.
On a trouvé de façon surprenante qu’en résultat de la combinaison unique de 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique avec 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant, dans laquelle ladite poudre dudit matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g, on obtient une composition pour la purification de gaz de fumée qui peut être bien stockée et/ou a une bonne fluidité et/ou a un bon pouvoir absorbant des polluants, tels que les oxydes de soufre et/ou les halogénures d'hydrogène. On a trouvé en particulier que des compositions contenant une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique et une poudre d'un matériau absorbant ayant un volume poreux spécifiques égal ou supérieur à 0,1 cm3/g présentent une bien meilleure fluidité, en particulier en comparaison avec des poudres pures de sels de métal alcalin d'acide carbonique, et un bon pouvoir d'absorption des oxydes de soufre.
Sans que l'on veuille être lié par une théorie scientifique, il s'avère que la porosité spécifique élevée de la poudre du matériau absorbant facilite le stockage de la composition et/ou le maintien d'une bonne fluidité, éventuellement par piégeage d'humidité et/ou de liquides à l'intérieur des particules de matériau absorbant. De cette façon, on peut maintenir une surface inchangée des particules.
Ceci peut aider à prévenir une agrégation. Ceci peut aussi aider à maintenir la fluidité.
BE2016/5974
De façon surprenante, on a aussi trouvé que lors de l'utilisation de la composition ci-dessus dans la purification de gaz de fumée, des concentrations de pic de fluorure d'hydrogène n’ont pas pour résultat une consommation très élevée de la composition.
On a de plus trouvé que l'utilisation d'un sel de sodium d'acide carbonique est particulièrement efficace pour augmenter le pouvoir d'absorption des oxydes de soufre des compositions résultantes. Des compositions contenant des sels de sodium d'acide carbonique se révèlent être plus économiquement rentables que des compositions contenant d'autres sels de métal alcalin d'acide carbonique.
Le pouvoir absorbant d'un absorbant (ou d'une composition d'absorbant) décrit en particulier sa capacité à retenir les polluants, en particulier les oxydes de soufre et/ou les halogénures d'hydrogène. Le pouvoir absorbant peut par exemple être exprimé en termes absolus, c'est-à-dire par la quantité absolue de polluant absorbé par l'absorbant (ou la composition d'absorbant), ou en termes relatifs, c'est-à-dire par la quantité de polluant absorbé par l'absorbant (ou la composition d'absorbant) par rapport à un absorbant (ou une composition d'absorbant) de référence.
La fluidité d'un matériau sans cohésion, en particulier d'une poudre, est liée à son accessibilité à partir d'un récipient de stockage. Une bonne fluidité peut normalement être attribuée aux matériaux sans cohésion, en particulier aux poudres, qui peuvent aisément s'écouler du récipient de stockage, par exemple d'un silo, du fait de l'action de la gravité. En particulier, pour les matériaux sans cohésion ayant une bonne fluidité, aucune autre action favorisant l'écoulement n'est requise sur le matériau. Les matériaux sans cohésion, en particulier les poudres, qui ont une propension à obstruer l'écoulement hors du silo, par exemple en formant des ponts consolidés (par exemple via des gouttelettes de
BE2016/5974 liquide) entre les particules, peuvent normalement être dits avoir une mauvaise fluidité. La fluidité d'un matériau sans cohésion, en particulier d’une poudre, peut par exemple être décrite au moyen de la valeur FFC. Des valeurs FFC plus élevées indiquent une meilleure fluidité.
Les procédés pour déterminer la valeur FFC sont connus de l'homme du métier et sont aussi décrits par exemple dans l'article de Dietmar Schulze Zur Fließfähigkeit von Schüttgütern - Definition und Meßverfahren, publié dans le journal Chemie Ingenieur Technik par Wiley VCH, 1995, Volume 67, 1ère édition, pages 60-68, ou dans Powders and Bulk Solids - Behavior, Characterization, Storage and Flow par Dietmar Schulze, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. La valeur FFC peut par exemple être déterminée par un test de compression uniaxiale. Dans le test de compression uniaxiale, normalement un cylindre creux, idéalement avec des parois sans frottement, est rempli du matériau sans cohésion, en particulier de la poudre, faisant l'objet de l'étude, et une contrainte SI - la contrainte de consolidation - est appliquée dans la direction verticale dans la première étape. La contrainte SI peut aussi être appelée sigmai, σι. Puis la contrainte de consolidation SI sur l'échantillon est relâchée, et le cylindre creux est retiré. Ensuite, une contrainte compressive verticale croissante est appliquée sur l'échantillon de matériau sans cohésion cylindrique consolidé, en particulier l'échantillon en poudre consolidé, jusqu'à la contrainte Sc à laquelle l'échantillon cylindrique se rompt (ou devient défectueux). La contrainte Sc peut être appelée force compressive ou limite d'élasticité non confinée, et est parfois aussi appelée sigmac, ac. Le défaut de l'échantillon cylindrique consolidé suite à l'application de la contrainte Sc indique l'écoulement initial du matériau sans cohésion consolidé, en particulier de la poudre consolidée. La valeur FFC peut ensuite être déterminée par le rapport FFC = Sl/Sc.
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La fluidité d’un matériau sans cohésion, en particulier d'une poudre, peut aussi être déterminée au moyen d'un testeur de cisaillement Jenike. Dans ce cas, la méthode de test pour déterminer la valeur FFC requiert habituellement la détermination de ce que l'on appelle la limite élastique ou le tracé de locus d'élasticité, à partir desquels SI et Sc, et donc la valeur FFC, peuvent être déterminées. La détermination du tracé d'élasticité est décrite dans les références de Dietmar Schulze mentionnées ci-dessus et requiert normalement un traitement de pré-cisaillement de l'échantillon (cisaillement de l'échantillon jusqu'au point de contrainte de cisaillement constante cependant qu'une première force de consolidation est appliquée), suivi d'une étape de mesure (cisaillement de l'échantillon jusqu'à la contrainte de cisaillement maximale à laquelle les particules commencent à se déplacer les unes par rapport aux autres cependant qu'une force de consolidation inférieure à celle dans le traitement de pré-cisaillement est appliquée). Pour chaque point du tracé de limite élastique, il faut un nouvel échantillon qui doit être soumis au même traitement de pré-cisaillement. A partir du tracé de limite élastique résultant, SI et Sc et par conséquent la valeur FFC peuvent être déterminées.
De plus, il est aussi possible de décrire et/ou déterminer de façon générale la fluidité en utilisant un testeur de cisaillement annulaire, par exemple un testeur de cisaillement annulaire <
cisaillement annulaire, cohésion, en particuli introduit dans une cellule de cisaillement de forme annulaire du testeur. Un couvercle est normalement placé sur le dessus de l'échantillon et fixé avec une traverse. Ensuite, une S est habituellement
| type | RST-XS. | Dans |
| 1'échantillon | de | |
| la | poudre) | est |
matériau sans habituellement contrainte appliquée normale l'échantillon via le couvercle de la cellule de cisaillement. Durant la mesure, la cellule de cisaillement habituellement
BE2016/5974 tourne lentement, tandis que le couvercle et la traverse sont empêchés de tourner par deux tirants connectés depuis des côtés opposés de la traverse. Le fond de la cellule de cisaillement et le côté de fond du couvercle sont normalement rugueux de façon que la rotation de la cellule de cisaillement induise une contrainte de cisaillement pouvant être mesurée via les forces agissant sur les deux tirants. Les étapes de mesure sont similaires aux étapes décrites ci-dessus, bien qu’il soit possible de déterminer un tracé de locus d’élasticité complet avec un seul échantillon. A partir du tracé de limite élastique résultant, SI et Sc, et donc la valeur FFC, peuvent ensuite être déterminées.
Conformément à un mode de réalisation, la composition a une valeur de fluidité, en particulier une valeur FFC, en particulier déterminée au moyen d’un testeur de cisaillement annulaire RST-XS, de 0,2 ou plus, en particulier de 0,3 ou plus, ou de 0,4 ou plus, ou de 0,5 ou plus, ou de 0,6 ou plus, ou de 0,7 ou plus, ou de 0,8 ou plus, ou de 0,9 ou plus, ou de 1,0 ou plus, ou de 1,1 ou plus, ou de 1,2 ou plus, ou de 1,3 ou plus.
Conformément à un mode de réalisation de l’invention, la composition contient 1 à 70 % en poids, de préférence 1 à 50 % en poids ou 1 à 30 % en poids ou 5 à 30 % en poids ou 10 à 30 % en poids ou 13 à 30 % en poids ou 13 à 20 % en poids ou 13 à % en poids ou 5 à 99 % en poids ou 10 à 99 % en poids ou 15 à 99 % en poids ou 15 à 90 % en poids ou 15 à 80 % en poids ou à 75 % en poids ou 15 à 70 % en poids ou 15 à 65 % en poids ou 15 à 60 % en poids ou 15 à 50 % en poids ou 15 à 45 % en poids ou 15 à 40 % en poids ou 15 à 30 % en poids ou 15 à 25 % en poids ou 15 à 20 % en poids ou 15 à 18 % en poids de la poudre de sel de sodium d'acide carbonique, par rapport au On a découvert que des du sel de sodium d'acide poids total de la composition, compositions avec ces quantités carbonique présentent une fluidité particulièrement bonne, en
BE2016/5974 particulier après un temps certain de temps de stockage. On a également découvert que, dans ces plages, le pouvoir d'absorption du dioxyde de soufre est amélioré. En outre, on a trouvé que l'on peut obtenir une composition ayant un profil de propriétés particulièrement bien équilibré si le sel de sodium d'acide carbonique est présent en une quantité d'environ 10 à 25 % en poids, en particulier de 15 à 25 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la composition contient 30 à 99 % en poids, de préférence 50 à 99 % en poids ou 70 à 99 % en poids ou 70 à 95 % en poids ou 70 à 90 % en poids ou 70 à 87 % en poids ou 80 à % en poids ou 82 à 87 % en poids ou 1 à 95 % en poids ou 1 à 90 % en poids ou 1 à 85 % en poids ou 10 à 85 % en poids ou à 85 % en poids ou 25 à 85 % en poids ou 30 à 85 % en poids ou 35 à 85 % en poids ou 40 à 85 % en poids ou 50 à 85 % en poids ou 55 à 85 % en poids ou 60 à 85 % en poids ou 70 à 85 % en poids ou 75 à 85 % en poids ou 80 à 85 % en poids ou 82 à 85 % en poids de la poudre du matériau absorbant, par rapport au poids total de la composition. On a découvert que des compositions avec ces quantités du matériau absorbant ont une fluidité particulièrement bonne. On a trouvé que l'on peut obtenir une composition ayant un profil de propriétés particulièrement bien équilibré si le matériau absorbant est présent en une quantité d'environ 70 à 90 % en poids, en particulier 64 à 85 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Les particules de la poudre du sel de sodium d'acide carbonique peuvent avoir diverses tailles, avantageux que les particules soient conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la poudre de sel de sodium d'acide carbonique a une granulométrie dso inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm ou inférieure à 35 pm ou inférieure à 30 pm
Il est cependant petites. Ainsi,
BE2016/5974 ou inférieure à 25 μιη ou inférieure à 20 pm ou inférieure à 15 pm ou inférieure à 12 pm. On préfère en particulier que la poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique ait une granulométrie d5o inférieure à 20 pm, mieux encore inférieure à 15 pm ou inférieure à 12 pm. De préférence, la poudre du sel de sodium d'acide carbonique a une granulométrie d97 inférieure à 180 pm, en particulier inférieure à 170 pm ou inférieure à 160 pm ou inférieure à 150 pm ou inférieure à 140 pm ou inférieure à 125 pm. On a trouvé que des poudres de sels de sodium d'acide carbonique ayant des granulométries telles que mentionnées ci-dessus absorbent les polluants plus efficacement.
Dans le but d'obtenir une composition efficace pour la purification de gaz de fumée, on peut utiliser différents sels de sodium d'acide carbonique. De préférence, le sel de sodium d'acide carbonique est choisi dans l'ensemble constitué par 1'hydrogénocarbonate de sodium, le carbonate de sodium, le sesquicarbonate de sodium, et leurs mélanges. Mieux encore, le sel de sodium d'acide carbonique est 1'hydrogénocarbonate de sodium et/ou le sesquicarbonate de sodium. On a trouvé qu'avec les sels de sodium d'acide carbonique susmentionnés, le pouvoir absorbant, en particulier le pouvoir d'absorption du dioxyde de soufre, est très bon.
Le sesquicarbonate de sodium peut par exemple être
| utilisé | sous | la forme | de | trôna | qui | peut être directement |
| extrait | d'un | gisement. | Le | trôna | extrait d'un gisement peut | |
| ainsi | être | utilisé | avec | ou | sans | raffinage ultérieur. |
L'hydrogénocarbonate de sodium peut par exemple être utilisé sous la forme de nahcolite extraite d'un gisement et/ou en tant que produit d'un procédé chimique. La nahcolite extraite d'un gisement peut ainsi être utilisée avec ou sans raffinage ultérieur.
Le trôna extrait d'un gisement peut contenir des impuretés telles que la shortite, le schiste dolomitique, le
BE2016/5974 quartz, l'illite, la calcite, le feldspath, et/ou le fluorure de sodium. Le trôna extrait d'un gisement peut contenir l'invention peuvent être contenant du calcium, des jusqu'à 20 % en poids, de préférence jusqu'à 15 % en poids, mieux encore jusqu'à 10 % en poids, mieux encore jusqu'à 5 % en poids, mieux encore jusqu'à 3 % en poids des impuretés susmentionnées, par rapport au poids total du trôna.
La composition selon l'invention peut contenir différents matériaux servant de matériau absorbant. De préférence, le matériau absorbant est un absorbant des oxydes de soufre, en particulier du dioxyde de soufre, et/ou un matériau absorbant les halogénures d'hydrogène, en particulier du chlorure d'hydrogène et/ou du fluorure d'hydrogène.
Les matériaux contenus en tant que matériau absorbant dans la composition selon avantageusement des matériaux matériaux contenant du calcium et du magnésium, et/ou des matériaux contenant du magnésium. Des exemples de matériaux contenant du calcium comprennent le calcaire, la chaux vive, et la chaux hydratée. Des exemples de matériaux contenant du calcium et du magnésium comprennent la dolomie crue (dolomite) , la chaux vive dolomitique, et la chaux hydratée dolomitique. Des exemples de matériaux contenant du magnésium comprennent le carbonate de magnésium, l'oxyde de magnésium, et 1'hydroxyde de magnésium.
De préférence, le matériau absorbant contenu en tant que poudre dans la composition selon l'invention est choisi dans l'ensemble constitué par le calcaire, la chaux vive, la chaux hydratée, la dolomie crue (dolomite), la chaux vive dolomitique, la chaux hydratée dolomitique, le carbonate de magnésium, l'oxyde de magnésium, 1'hydroxyde de magnésium, et leurs mélanges. Mieux encore, le matériau absorbant contenu sous la forme d'une poudre dans la composition selon l'invention est choisi dans l'ensemble constitué par la chaux vive, la chaux hydratée, la chaux vive dolomitique, la chaux
BE2016/5974 hydratée dolomitique, l'oxyde de magnésium, l’hydroxyde de magnésium, et leurs mélanges. De façon tout spécialement préférable, le matériau absorbant contenu en tant que poudre dans la composition selon l'invention est la chaux hydratée.
L'utilisation des matériaux susmentionnés, seuls ou sous la forme d'une combinaison, s'avère être avantageuse en particulier pour la fluidité de la composition résultante et/ou pour le pouvoir absorbant de la composition, en particulier pour le pouvoir d'absorption du HF. Ces effets avantageux sont particulièrement prononcés pour la chaux hydratée en tant que matériau absorbant.
La chaux hydratée utilisée selon l'invention est également appelée chaux éteinte, et elle contient principalement du Ca(OH)2- De préférence, la chaux hydratée de l'invention contient plus de 90 % en poids, mieux encore plus de 93 % en poids, mieux encore plus de 95 % en poids, mieux encore plus de 97 % en poids, mieux encore plus de 99 % en poids de Ca(OH)2 par rapport au poids de la chaux hydratée dans la composition. En plus du Ca(OH)2, la chaux hydratée peut contenir des impuretés, en particulier des impuretés dérivées de SiO2, A12O, A12O3, d'oxydes de fer tels que Fe203, MgO, MnO,
P2O5, K2O, CaSOo et/ou SO3. De préférence, la chaux hydratée selon l'invention contient moins de 10 % en poids, mieux encore moins de 7 % en poids, mieux encore moins de 5 % en poids, mieux encore moins de 3 % en poids, mieux encore moins de 1 % en poids des impuretés listées ci-dessus, par rapport au poids de la chaux hydratée dans la composition.
De façon similaire, les matériaux contenant du calcium, en particulier le calcaire et la chaux vive, les matériaux contenant du calcium et du magnésium, en particulier la dolomie crue (dolomite), la chaux vive dolomitique, et la chaux hydratée dolomitique, et les matériaux contenant du magnésium, en particulier le carbonate de magnésium, l'oxyde de magnésium, et l’hydroxyde de magnésium, peuvent contenir
BE2016/5974 les impuretés mentionnées ci-dessus en les quantités mentionnées ci-dessus.
En plus des impuretés de la chaux hydratée mentionnée cidessus, la chaux hydratée selon l'invention peut aussi contenir des impuretés contenant du calcium, en particulier CaO et/ou CaCÛ3. Les impuretés de type oxyde de calcium dans la chaux hydratée peuvent provenir d'une hydratation insuffisante de la chaux vive servant de matériau de départ. Les impuretés de type carbonate de calcium dans la chaux hydratée peuvent provenir soit du calcaire initial d'où dérive la chaux hydratée selon l'invention, soit d'une réaction de carbonatation partielle de la chaux hydratée avec l'air. La teneur en oxyde de calcium de la chaux hydratée selon l'invention est de préférence inférieure à 5 % en poids, mieux encore inférieure à 3 % en poids, mieux encore inférieure à 2 % en poids, mieux encore inférieure à 1 % en poids par rapport au poids de la chaux hydratée dans la composition. La teneur en carbonate de calcium de la chaux hydratée selon l'invention est de préférence inférieure à 15 % en poids, mieux encore inférieure à 10 % en poids, mieux encore inférieure à 6 % en poids, mieux encore inférieure à 4 % en poids par rapport au poids de la chaux hydratée dans la composition.
La taille des particules de matériau absorbant dans la composition, en particulier la valeur dso du matériau absorbant, doit être petite. De préférence, le matériau absorbant a une granulométrie d50 inférieure à 50 pm, mieux encore inférieure à 40 pm, ou inférieure à 30 pm, ou inférieure à 20 pm, ou inférieure à 10 pm. On obtient des résultats optimaux quand on utilise, en tant que matériau absorbant dans la composition, de la chaux hydratée ayant une granulométrie dso inférieure à 50 pm, de préférence inférieure à 40 pm, ou inférieure à 30 pm, ou inférieure à 20 pm, ou inférieure à 10 pm. En tant que matériau absorbant dans la composition, on préfère en particulier une chaux hydratée
BE2016/5974 ayant une valeur d5o inférieure à 10 pm. Avantageusement, le matériau absorbant, en particulier la chaux hydratée, a une granulométrie d97 inférieure à 150 pm, en particulier inférieure à 140 pm, ou inférieure à 130 pm, ou inférieure à 120 pm, ou inférieure à 110 pm, ou inférieure à 100 pm, ou inférieure à 90 pm.
La valeur dso des particules de la poudre peut par exemple être déterminée par détermination de la distribution de granulométrie de la poudre. La taille pour laquelle 50 % de la poudre vont traverser une ouverture théorique d'un tamis, déterminée à partir de la distribution de granulométrie, est couramment appelée la valeur dso· Par conséquent, la taille pour laquelle 97 % de la poudre vont traverser une ouverture théorique d'un tamis, déterminée à partir de la distribution de granulométrie, est couramment appelée la valeur d97. L'homme du métier connaît différents procédés pour déterminer la distribution de granulométrie. Par exemple, la distribution de granulométrie peut être déterminée par des expériences de tamisage. Par exemple, la distribution de granulométrie peut aussi être déterminée par diffraction de laser, en particulier conformément à la norme ISO 13320:2009. Dans la détermination de la distribution de granulométrie d'une poudre par diffraction de laser, la poudre faisant l'objet de l'étude peut être mise en suspension dans un milieu liquide, par exemple dans l'éthanol, et la suspension peut être soumise à un traitement aux ultrasons, par exemple pendant 120 secondes, suivies d'une pause par exemple de 120 secondes. La suspension peut aussi être agitée, par exemple à 70 t/min. La distribution de granulométrie peut ensuite être déterminée par un tracé des résultats de mesure, en particulier de la somme cumulée du pourcentage en masse des granulométries mesurées en fonction des granulométries mesurées. La valeur dso et/ou la valeur d97 peuvent ensuite être déterminées à partir de la distribution de granulométrie. Pour la détermination de la
BE2016/5974 distribution de granulométrie et/ou de la valeur dso et/ou de la valeur d97 d'une poudre par diffraction de laser, on peut par exemple employer un analyseur de granulométrie Helos disponible auprès de la société Sympatec, qui utilise l'équipement de dispersion Sucell additionnel.
On a aussi trouvé qu'il est avantageux que le matériau absorbant ait une grande surface spécifique. Une composition contenant un matériau absorbant ayant une surface spécifique égale ou supérieure à 20 m2/g, de préférence égale ou supérieure à 30 m2/g, ou égale ou supérieure à 40 m2/g, égale ou supérieure à 45 m2/g, s'avère être particulièrement efficace pour la purification de gaz de fumée. On obtient des résultats optimaux en particulier dans la purification de gaz de fumée quand on utilise, en tant que matériau absorbant dans la composition, de la chaux hydratée ayant une surface spécifique égale ou supérieure à 20 m2/g, de préférence égale ou supérieure à 30 m2/g, ou égale ou supérieure à 40 m2/g, ou égale ou supérieure à 45 m2/g.
La surface spécifique des matériaux décrits ici, en particulier des matériaux absorbants, se réfère en particulier à la surface spécifique, plus particulièrement à la surface spécifique BET (Brunauer, Emmet, Teller). Des procédés pour déterminer la surface spécifique d'un matériau sont connus de l'homme du métier. Par exemple, la surface spécifique peut être déterminée par des mesures d'adsorption d'azote d'un échantillon de préférence séché et mis sous vide à 77 K, conformément au procédé multipoint BET. A cette fin, par exemple, on peut utiliser un dispositif du type Micromeritics ASAP 2010. En particulier, la surface spécifique BET peut être déterminée conformément à la norme DIN ISO 9277, en particulier conformément à la norme DIN ISO 9277:2014-01, en particulier utilisant la méthode de détermination volumétrique statique et en particulier la méthode d'analyse multipoint.
Egalement le volume poreux spécifique du matériau
BE2016/5974 absorbant est de préférence important. Ceci est particulièrement utile pour l'obtention de compositions ayant une bonne fluidité. De plus, ceci est avantageux pour le pouvoir absorbant de la composition. Par conséquent, la composition contient de préférence un matériau absorbant ayant un volume poreux spécifique égal ou supérieur à 0,11 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,12 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,13 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,14 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,15 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,16 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,17 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,18 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,19 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,2 cm3/g. On obtient des résultats optimaux en utilisant, en tant que matériau absorbant dans la composition, de la chaux hydratée ayant un volume poreux spécifique égal ou supérieur à 0,11 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,12 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,13 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,14 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,15 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,16 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,17 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,18 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,19 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,2 cm3/g. On a trouvé que des compositions contenant un matériau absorbant ayant un grand volume poreux, en particulier un volume poreux tel qu'indiqué ci-dessus, ont des propriétés améliorées en particulier en ce qui concerne leurs valeurs de fluidité, plus particulièrement en ce qui concerne leurs valeurs FFC.
Le volume poreux spécifique décrit ici se réfère en particulier au volume poreux spécifique total, de préférence de pores ayant un diamètre inférieur à 100 nm, déterminé par BJH (Barrett, Joyner, Halenda), c'est-à-dire supportant une géométrie de pores cylindrique. Avantageusement, le volume poreux spécifique du matériau absorbant, en particulier le volume poreux spécifique déterminé conformément à BJH, peut représenter plus de 50 % en volume, de préférence plus de 55 % en volume, mieux encore plus de 60 % en volume, par rapport au
BE2016/5974 volume poreux total, du volume poreux partiel des pores ayant un diamètre de 10 à 4 0 nm, déterminé conformément à B JH. Des procédés pour déterminer le volume poreux spécifique d'un matériau sont connus de l'homme du métier. Par exemple, le volume poreux spécifique peut être déterminé par des mesures de désorption d'azote d'un échantillon de préférence séché et mis sous vide à 77 K. Les données obtenues de cette façon peuvent de préférence être analysées conformément au procédé BJH, c'est-à-dire supposant une géométrie de pores cylindrique. A cette fin, par exemple, on peut utiliser un dispositif du type Micromeritics ASAP 2010. En particulier, le volume poreux spécifique déterminé conformément à BJH peut être déterminé conformément à la norme DIN 66134, en particulier conformément à la norme DIN 66134:1998-02, en particulier utilisant la méthode de détermination volumétrique.
Des procédés pour la fabrication d'une chaux hydratée utilisable dans la présente invention sont connus de l'homme du métier. Par exemple, le document WO 97/14650 Al décrit des procédés pour la fabrication de chaux hydratée utilisable dans la présente invention.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la composition contient de l'argile et/ou du charbon actif et/ou des zéolites en une quantité allant jusqu'à 30 % en poids par rapport au poids total de la composition. Ceci aide en particulier à l'obtention d'une composition efficace dans la purification de gaz de fumée, en particulier de gaz de fumée contenant également des métaux lourds et/ou des polluants organiques tels que des dioxines.
En plus de la composition, l'invention met aussi à disposition des procédés pour la fabrication de la composition destinée à la purification de gaz de fumée.
Les procédés pour la fabrication de la composition destinée à la purification de gaz de fumée selon l'invention
BE2016/5974 comprend fondamentalement les étapes suivantes consistant à :
a. disposer d'une composition contenant, dans chaque cas par rapport au poids total de la composition :
à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique, et à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant ; et
b. appliquer une énergie mécanique et/ou thermique à la composition ;
dans lequel ladite poudre dudit matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g.
Les étapes peuvent être effectuées dans n'importe quel ordre souhaité. De préférence, les étapes sont effectuées dans l'ordre indiqué ci-dessus.
Conformément à un mode de réalisation du procédé de fabrication de l'invention, la composition dans l'étape a. contient 1 à 70 % en poids, de préférence 1 à 50 % en poids ou 1 à 30 % en poids ou 5 à 30 % en poids ou 10 à 30 % en poids ou 13 à 30 % en poids ou 13 à 20 % en poids ou 13 à 18 % en poids ou 5 à 99 % en poids ou 10 à 99 % en poids ou 15 à 99 % en poids ou 15 à 90 % en poids ou 15 à 80 % en poids ou 15 à 75 % en poids ou 15 à 70 % en poids ou 15 à 65 % en poids ou 15 à 60 % en poids ou 15 à 50 % en poids ou 15 à 45 % en poids ou 15 à 40 % en poids ou 15 à 30 % en poids ou 15 à 25 % en poids ou 15 à 20 % en poids ou 15 à 18 % en poids de la poudre du sel de sodium d'acide carbonique, par rapport au poids total de la composition.
Conformément à un autre mode de réalisation du procédé de fabrication de l'invention, la composition dans l'étape a. contient 30 à 99 % en poids, de préférence 50 à 99 % en poids ou 70 à 99 % en poids ou 70 à 95 % en poids ou 70 à 90 % en poids ou 70 à 87 % en poids ou 80 à 87 % en poids ou 82 à 87 % en poids ou 1 à 95 % en poids ou 1 à 90 % en poids ou 1 à 85 % en poids ou 10 à 85 % en poids ou 20 à 85 % en poids ou 25 à
BE2016/5974 % en poids ou 30 à 85 % en poids ou 35 à 85 % en poids ou 40 à 85 % en poids ou 50 à 85 % en poids ou 55 à 85 % en poids ou 60 à 85 % en poids ou 70 à 85 % en poids ou 75 à 85 % en poids ou 80 à 85 % en poids ou 82 à 85 % en poids de la poudre du matériau absorbant, par rapport au poids total de la composition.
En ce qui concerne le sel de sodium d'acide carbonique et/ou le matériau absorbant du procédé de fabrication selon l’invention, les dispositions ci-dessus concernant le sel de sodium d'acide carbonique et/ou concernant le matériau absorbant, respectivement, vont s'appliquer. En particulier, les dispositions concernant la granulométrie et/ou le type de matériau utilisé pour le sel de sodium d'acide carbonique et/ou les dispositions concernant le type de matériau utilisé pour le matériau absorbant, la granulométrie, la surface spécifigue et/ou le volume poreux du matériau absorbant tels que décrits ci-dessus, vont s'appliquer. De plus, les dispositions concernant les particulier les valeurs FFC, valeurs de fluidité, en de la composition telle que décrite ci-dessus vont s'appliquer.
Conformément à un mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention, une énergie thermique et/ou mécanique est appliquée à la poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique et/ou à ladite poudre d'un matériau absorbant. Ceci confère davantage de flexibilité dans la préparation de la composition selon l'invention.
L'énergie thermique peut par exemple être appliquée par chauffage des poudres et/ou compositions par exemple par chauffage par exemple dans un four, ou par irradiation avec une source d'irradiation appropriée telle qu'un radiateur radiant.
L'énergie mécanique peut être appliquée aux poudres et/ou compositions sous différentes formes. Par exemple, l'énergie mécanique peut être appliquée par fragmentation, meulage et/ou
BE2016/5974 broyage. A cette fin, on peut avantageusement utiliser des dispositifs appropriés tels que des broyeurs à billes, des broyeurs à jet, des broyeurs à meules, des broyeurs à broches, ou des broyeurs à cylindres. Toutefois, l’énergie mécanique peut aussi être appliquée aux poudres et/ou compositions par mélange des poudres et/ou compositions au moyen d'un mélangeur. Des mélangeurs appropriés peuvent comprendre des mélangeurs à soc, des mélangeurs à rotor, des mélangeurs à pale, des mélangeurs à ruban, des mélangeurs à jet, et/ou des mélangeurs à vis. L'application d'énergie mécanique peut aussi comprendre plusieurs étapes, par exemple une première étape de fragmentation, meulage et/ou broyage, et une deuxième étape de mélange.
Conformément à un autre mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention, l'étape b. comprend une étape de mélange et/ou de broyage. De cette façon, l'agglutination du sel de sodium d'acide carbonique sur l'équipement de broyage peut être minimisée. On peut de plus obtenir une composition très homogène.
On obtient des résultats optimaux dans le procédé de fabrication selon l'invention quand l'étape b. comprend une étape de broyage dans laquelle la composition est broyée à une granulométrie dso égale ou inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm ou inférieure à 35 pm ou inférieure à 30 pm ou inférieure à 25 pm ou inférieure à 20 pm ou inférieure à 15 pm ou inférieure à 12 pm. Avantageusement, la composition est broyée à une granulométrie d97 inférieure à 180 pm, en particulier inférieure à 170 pm ou inférieure à 160 pm ou inférieure à 150 pm ou inférieure à 140 pm ou inférieure à 125 pm. Ceci peut donner directement une composition utilisable qui peut aussi être stockée. Ceci peut aussi aider à réduire l'agglutination de la charge de broyage sur l'équipement de broyage.
De plus, l'invention met aussi à disposition un procédé
BE2016/5974 pour la purification de gaz de fumée. Dans le procédé pour la purification de gaz de fumée selon l’invention, le gaz de fumée est porté en contact avec la composition selon
1'invention.
La composition selon l’invention peut être utilisée à différentes fins. Dans l'idéal, la composition selon l'invention est utilisée pour la purification de gaz de fumée, de préférence pour la purification de gaz de fumée contenant du HF.
De plus, l'invention met à disposition l'utilisation d'une poudre d'un matériau absorbant ayant un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g, pour améliorer la fluidité, en particulier après un certain temps de stockage, et/ou l'aptitude au stockage et/ou le pouvoir d'absorption du HF d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique ayant une granulométrie dso inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm. De préférence, le sel de sodium d'acide carbonique est 1'hydrogénocarbonate de sodium et/ou le sesquicarbonate de sodium.
Conformément à un mode de réalisation de l'utilisation de la poudre d'un matériau absorbant selon l'invention, la poudre du matériau absorbant est utilisée en une quantité de 1 à 99 % en poids, en particulier de 30 à 99 % en poids ou de 50 à 99 % en poids ou de 70 à 99 % en poids ou de 70 à 95 % en poids ou de 70 à 90 % en poids ou de 70 à 87 % en poids ou de 80 à 87 % en poids ou de 82 à 87 % en poids ou de 1 à 95 % en poids ou de 1 à 90 % en poids ou de 1 à 85 % en poids ou de 10 à 85 % en poids ou de 20 à 85 % en poids ou de 25 à 85 % en poids ou de 30 à 85 % en poids ou de 35 à 85 % en poids ou de 40 à 85 % en poids ou de 50 à 85 % en poids ou de 55 à 85 % en poids ou de 60 à 85 % en poids ou de 70 à 85 % en poids ou de 75 à 85 % en poids ou de 80 à 85 % en poids ou de 82 à 85 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
6 BE2016/5974
En ce qui concerne le matériau absorbant pour une utilisation de la poudre d'un matériau absorbant selon l'invention, les dispositions concernant le matériau absorbant vont s'appliquer. En particulier, les dispositions concernant le type de matériau utilisé pour le matériau absorbant, la granulométrie, la surface spécifique et/ou le volume poreux du matériau absorbant tel que décrit ci-dessus vont s'appliquer.
La Figure 1 montre l'absorption de SO2 relative (appelée diminution du SO2) en % en fonction de la fraction d'hydrogénocarbonate de sodium broyé pour différentes compositions d'absorbant ayant différentes teneurs hydrogénocarbonate de sodium et en chaux hydratée.
La Figure 2 montre la dépendance de la valeur d'échantillons frais de compositions d'absorbant d'échantillons âgés de 18 heures de compositions d'absorbant pour différentes fractions d'hydrogénocarbonate de sodium et de chaux hydratée, respectivement.
Dans ce qui suit, l'invention va être davantage expliquée par des exemples qui sont illustratifs uniquement et ne doivent pas être considérés comme étant limitatifs d'une quelconque façon.
en
FFC et
Matériaux utilisés
Hydrogénocarbonate de sodium, NaHCCh (Bicar, Solvay) ; chaux hydratée Ca(OH)2, (Sorbacal® SP, Lhoist). Le Sorbacal® SP a une surface spécifique BET d'environ 40 m2/g, un volume poreux spécifique BJH d'environ 0,2 cm3/g, et une granulométrie d50 d'environ 6 pm.
Exemple 1
Préparation de compositions pour la purification de gaz de fumée
L'hydrogénocarbonate de sodium a été broyé en utilisant
B E2016/5974 un broyeur à broches jusqu'à obtenir une poudre ayant une valeur d50 de 28,9 pm, telle que déterminée par diffusion de lumière laser dans une suspension éthanolique utilisant un analyseur de particules Helos de Sympatec. L'analyseur de granulométrie a un équipement Sucell, et l'échantillon a été soumis à un traitement aux ultrasons pendant 120 secondes avec une pause de 120 secondes, et la suspension a été agitée à 70 t/min. L'hydrogénocarbonate de sodium broyé a ensuite été mélangé de façon homogène avec de la chaux hydratée en les proportions indiquées dans le Tableau 1 pour obtenir des compositions pour la purification de gaz de fumée. Le mélange des poudres a été effectué en utilisant un mélangeur à rotor.
Tableau 1
Proportions des compositions pour la purification de gaz de fumée
| Composition | Quantité de NaHCCb | Quantité de Ca(OH)2 |
| numéro | [% en poids] | [% en poids] |
| 1 | 5 | 95 |
| 2 | 10 | 90 |
| 3 | 25 | 75 |
| 4 | 50 | 50 |
| 5 | 75 | 25 |
Exemple 2
Détermination du pouvoir d'absorption du SO2
Les pouvoirs d'absorption du SO2 des compositions 3, 4 et ont été déterminés dans une installation pilote de traitement de gaz de fumée qui est principalement décrite dans le document WO 2007/000433 A2, en pages 10 à 12 sur la Figure 2 de ce document. Les compositions ont été injectées en écoulement à co-courant pour purifier un gaz de fumée modèle dans les conditions de gaz suivantes :
Température 220°C,
B E2016/5974
Concentration de SO2 à l’entrée 1500 mg/Nm3
Teneur en H20 10 %,
Concentration de C02 9 %,
Rapport stœchiométrique moyen de la composition d'absorbant au SO2 (exprimée par rapport à l'entrée) de 2,5.
Les résultats des tests d'absorption de S02 sont compilés dans le Tableau 2 et présentés sur la Figure 1 conjointement avec les résultats pour la chaux hydratée pure servant d'exemple comparatif.
Tableau 2
| Composition | Teneur en NaHCO3 [% en poids] | Pouvoir absorbant absolu du SO2 [% abs.] | Pouvoir absorbant du SO2 relatif à 100 % de Ca(OH)2 [% rel. ] |
| 100 % Ca(OH)2 (comparative) | 0 | 23 | 100 |
| 3 | 25 | 32 | 139 |
| 4 | 50 | 46 | 200 |
| 5 | 75 | 59 | 257 |
Durant le test, aucun blocage ou bouchage anormal de l'équipement de dosage n'a été observé. Ainsi, le dispositif de dosage n'a pas été affecté sodium broyé.
par la présence
Ceci peut indiquer hydratée sur d'hydrogénocarbonate de l'effet avantageux de la chaux 1'hydrogénocarbonate de sodium broyé.
De plus, le pouvoir d'absorption du SO2 des compositions 3, 4 et 5 est significativement supérieur à celui de la chaux hydratée pure.
Exemple 3
Fluidité des compositions
B E2016/5974 et de la chaux
La fluidité des compositions 1 à 5 hydratée pure, servant d'exemple comparatif, a été étudiée en déterminant leurs valeurs FFC au moyen d'un testeur de cisaillement annulaire RST-XS. Les résultats sont présentés sur la Figure 2 et utilisant des losanges pour les valeurs FFC d'échantillons de la composition fraîchement préparée et des carrés pour les valeurs FFC d'échantillons mesurés 18 heures après la préparation des compositions.
A partir de la Figure 2, on peut voir l'effet avantageux du mélange de chaux hydratée à la poudre d'hydrogénocarbonate de sodium sur la fluidité après un certain temps de stockage. Pour les compositions fraîchement préparées, la valeur FFC de compositions ayant une faible quantité de chaux hydratée est supérieure à celle de compositions ayant une grande quantité de chaux hydratée. Toutefois, au bout de 18 heures, la valeur FFC de compositions ayant une faible quantité de chaux hydratée est inférieure à celle d'une composition ayant une grande quantité de chaux hydratée. En particulier, une valeur FFC supérieure à 1 est maintenue même après 18 heures pour les compositions contenant plus de 70 % en poids de chaux hydratée. De plus, la diminution de la valeur FFC est plus et 5, contenant en poids de chaux importante pour les compositions L. respectivement 50 % en poids et 25 ! hydratée, que pour les compositions 1 à 3 contenant respectivement 95 % en poids, 90 % en poids et 75 % en poids de chaux hydratée. Ceci indique que la diminution de fluidité au cours du temps dépend du rapport entre la chaux hydratée et 1'hydrogénocarbonate de sodium. On obtient un profil de propriétés particulièrement bien équilibré avec des valeurs FFC d'environ 1 ou plus et un meilleur pouvoir d'absorption du dioxyde de soufre si 1'hydrogénocarbonate de sodium est présent en une quantité d'environ 10 à 25 % en poids, en particulier en une quantité d'environ 15 à 25 % en poids. Comme déjà mentionné, des valeurs FFC plus élevées indiquent
B E2016/5974 une meilleure fluidité.
Il est important de noter que l'on observe aussi que des compositions contenant plus de 25 % en poids de chaux hydratée peuvent être stockées au moins temporairement sans présenter les propriétés de manipulation désavantageuses de 1'hydrogénocarbonate de sodium broyé pur.
BE2016/5974
Claims (5)
1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant ; et
b. appliquer une énergie mécanique et/ou thermique à la composition ;
dans lequel ladite poudre dudit matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la composition dans l'étape a. contient 1 à 70 % en poids, en particulier 1 à 50 % en poids ou 1 à 30 % en poids ou 5 à 30 %
18 % en poids de ladite poudre dudit sel de sodium d'acide carbonique, par rapport au poids total de la composition,
35 BE2016/5974 et/ou dans lequel la composition dans l'étape a. contient 30 à 99 % en poids, en particulier 50 à 99 % en poids ou 70 à 99 % en poids ou 70 à 95 % en poids ou 70 à 90 % en poids ou 70 à 87 % en poids ou 80 à 87 % en poids ou 82 à 87 % en poids ou 1 à 95 % en poids ou 1 à 90 % en poids ou 1 à 85 % en poids ou 10 à 85 % en poids ou 20 à 85 % en poids ou 25 à 85 % en poids ou 30 à 85 % en poids ou 35 à 85 % en poids ou 40 à 85 % en poids ou 50 à 85 % en poids ou 55 à 85 % en poids ou 60 à 85 % en poids ou 70 à 85 % en poids ou 75 à 85 % en poids ou 80 à 85 % en poids ou 82 à 85 % en poids de ladite poudre dudit matériau absorbant, par rapport au poids total de la composition.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, dans lequel ledit sel de sodium d'acide carbonique est tel que défini dans l'une quelconque des revendications 3 à 5 et/ou ladite poudre dudit matériau absorbant est telle que définie dans l'une quelconque des revendications 6 à 8.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel une énergie thermique et/ou mécanique est appliquée à ladite poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique et/ou à ladite poudre d'un matériau absorbant.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel l'étape b. comprend une étape de mélange et/ou de broyage, et éventuellement dans lequel, dans l'étape de broyage, la composition est broyée à une granulométrie d50 égale ou inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm ou inférieure à 35 pm ou inférieure à 30 pm ou inférieure à 25 pm ou inférieure à 20 pm ou inférieure à
15 pm ou inférieure à 12 pm ; et/ou dans lequel la composition est broyée à une granulométrie d97 inférieure à 180 pm, en particulier inférieure à 170 pm ou inférieure à 160 pm ou
1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique, et
1. Composition pour la purification de gaz de fumée, ladite composition contenant, dans chaque cas par rapport au poids total de la composition :
a. 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique ; et
b. 1 à 99 % en poids d'une poudre d'un matériau absorbant ;
dans laquelle ladite poudre dudit matériau absorbant a un volume poreux spécifique qui est égal ou supérieur à 0,1 cm3/g.
2. Composition selon la revendication 1, laquelle composition contient 1 à 70 % en poids, en particulier 1 à
50 % en poids ou 1 à 30 % en poids ou 5 à 30 % en poids ou 10 à 30 % en poids ou 13 à 30 % en poids ou 13 à 20 % en poids ou
13 à 18 % en poids ou 5 à 99 % en poids ou 10 à 99 % en poids ou 15 à 99 % en poids ou 15 à 90 % en poids ou 15 à 80 % en poids ou 15 a 75 % en poids ou 15 à 70 % en poids ou 15 à 65 % en poids ou 15 à 60 % en poids ou 15 à 50 % en poids ou 15 à
45 % en poids ou 15 à 40 % en poids ou 15 à 30 % en poids ou
15 à 25 % en poids ou 15 à 20 % en poids ou 15 à 18 % en poids de ladite poudre dudit sel de sodium d'acide carbonique, par rapport au poids total de la composition, et/ou laquelle composition contient 30 à 99 % en poids, en particulier 50 à 99 % en poids ou 70 à 99 % en poids ou 70 à 95 % en poids ou 70 à 90 % en poids ou 70 à 87 % en poids ou 80 à 87 % en poids ou 82 à 87 % en poids ou 1 à 95 % en poids ou 1 à 90 % en poids ou 1 à 85 % en poids ou 10 à 85 % en poids ou 20 à 85 % en poids ou 25 à 85 % en poids ou 30 à 85 % en poids ou 35 à 85 % en poids ou 40 à 85 % en poids ou 50 à 85 % en poids ou 55 à 85 % en poids ou 60 à 85 % en poids ou 70 à 85 % en poids ou 75 à 85 % en poids ou 80 à 85 % en poids ou 82 à 85 % en poids de ladite poudre dudit matériau absorbant, par rapport au poids total de la composition.
BE2016/5974
3 6 B E2016/5974 inférieure à 150 pm ou inférieure à 140 pm ou inférieure à 125 pm.
16. Composition pour la purification d'un gaz de fumée pouvant être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15.
17. Procédé pour la purification de gaz de fumée, dans lequel le gaz de fumée est mis en contact avec une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et 16.
18. Utilisation d’une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et 16 pour la purification de gaz de fumée, en particulier de gaz de fumée contenant du HF.
19. Utilisation d'une poudre d'un matériau absorbant ayant un volume poreux spécifique égal ou supérieur à 0,1 cm3/g pour améliorer la fluidité, en particulier après un certain de temps de stockage, et/ou l'aptitude au stockage et/ou le pouvoir d'absorption du HF d'une poudre d'un sel de sodium d'acide carbonique ayant une granulométrie d50 inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm.
20. Utilisation selon la revendication 19, dans laquelle ladite poudre dudit matériau absorbant est utilisée en une quantité de 1 à 99 % en poids, en particulier de 30 à 99 % en poids ou de 50 à 99 % en poids ou de 70 à 99 % en poids ou de 70 à 95 % en poids ou de 70 à 90 % en poids ou de 70 à 87 % en poids ou de 80 à 87 % en poids ou de 82 à 87 % en poids ou de 1 à 95 % en poids ou de 1 à 90 % en poids ou de 1 à 85 % en poids ou de 10 à 85 % en poids ou de 20 à 85 % en poids ou de 25 à 85 % en poids ou de 30 à 85 % en poids ou de 35 à 85 % en poids ou de 40 à 85 % en poids ou de 50 à 85 % en poids ou de 55 à 85 % en poids ou de 60 à 85 % en poids ou de 70 à 85 % en
BE2016/5974 poids ou de 75 à 85 % en poids ou de 80 à 85 % en poids ou de 82 à 85 % en poids, par rapport au poids total de la composition ; et/ou dans laquelle ladite poudre dudit matériau absorbant est telle que définie dans l'une quelconque des
3. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle ladite poudre dudit sel de sodium d'acide carbonique a une granulométrie d50 inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 45 pm ou inférieure à 40 pm ou inférieure à 35 pm ou inférieure à 30 pm ou inférieure à 25 pm ou inférieure à 20 pm ou inférieure à 15 pm ou inférieure à 12 pm ; et/ou dans laquelle ladite poudre dudit sel de sodium d'acide carbonique a une granulométrie d97 inférieure à 180 pm, en particulier inférieure à 170 pm ou inférieure à 160 pm ou inférieure à 150 pm ou inférieure à 140 pm ou inférieure à 125 pm.
4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit sel de sodium d'acide carbonique est choisi dans l’ensemble constitué par 1'hydrogénocarbonate de sodium, le carbonate de sodium, le sesquicarbonate de sodium, et leurs mélanges.
5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit sel de sodium d'acide carbonique est 1'hydrogénocarbonate de sodium et/ou le sesquicarbonate de sodium.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit matériau absorbant est choisi dans l'ensemble constitué par le calcaire, la chaux vive, la chaux hydratée, la dolomie crue (dolomite), la chaux vive dolomitique, la chaux hydratée dolomitique, le carbonate de magnésium, l'oxyde de magnésium, 1'hydroxyde de magnésium, et leurs mélanges.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit matériau
BE2016/5974 absorbant est la chaux hydratée.
8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit matériau absorbant, en particulier ladite chaux hydratée, a une granulométrie d5o inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 40 pm, ou inférieure à 30 pm, ou inférieure à 20 pm, ou inférieure à 10 pm ; et/ou dans laquelle ledit matériau absorbant, en particulier ladite chaux hydratée, a une granulométrie d97 inférieure à 150 pm, en particulier inférieure à 140 pm, ou inférieure à 130 pm, ou inférieure à 120 pm, ou inférieure à 110 pm, ou inférieure à 100 pm, ou inférieure à 90 pm ; et/ou dans laquelle ledit matériau absorbant, en particulier ladite chaux hydratée, a une surface spécifique égale ou supérieure à 20 m2/g, en particulier égale ou supérieure à 30 m2/g, ou égale ou supérieure à 40 m2/g, ou égale ou supérieure à 45 m2/g ; et/ou dans laquelle ledit matériau absorbant, en particulier ladite chaux hydratée, a un volume poreux spécifique égal ou supérieur à 0,11 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,12 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,13 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,14 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,15 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,16 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,17 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,18 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,19 cm3/g ou égal ou supérieur à 0,2 cm3/g.
revendications précédentes, laquelle composition a une valeur de fluidité, en particulier une valeur FFC, en particulier
34 B E2016/5974 déterminée par utilisation d'un testeur de cisaillement annulaire RST-XS, de 0,2 ou plus, en particulier de 0,3 ou plus, ou de 0,4 ou plus, ou de 0,5 ou plus, ou de 0,6 ou plus, ou de 0,7 ou plus, ou de 0,8 ou plus, ou de 0,9 ou plus, ou de 1,0 ou plus, ou de 1,1 ou plus, ou de 1,2 ou plus, ou de 1,3 ou plus.
11. Procédé pour la fabrication d'une composition pour la purification de gaz de fumée selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant les opérations consistant à :
a. disposer d'une composition contenant, dans chaque cas par rapport au poids total de la composition :
5 revendications 6 à 8 ; et/ou dans laquelle ledit sel de sodium d'acide carbonique est 1'hydrogénocarbonate de sodium et/ou le sesquicarbonate de sodium.
BE2016/5974
Elimination du SO2 par des mélanges de Sorbacal SP avec de l’hydrogénocarbonate de sodium broyé îfesurée dans une usina pilote de traitement de gaz de carneau (220°C, 1500 g/Nro3 de SOj, rapport stœchâométrique de 2,5,10 % de H20,9 % de COJ
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