CH706528A2 - Method for collecting e.g. chlorine in gas stream, by upstream industrial process to purify gas stream, involves controlling quantity of reducing reagent from direct or indirect measurement of concentration of reagent in liquid residue - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] La présente invention concerne un procédé et une installation de captation, dans un flux gazeux, de polluants fortement oxydants dont au moins un appartient au groupe constitué du chlore, du bioxyde de chlore, de l’ozone et du brome. Plus généralement, l’invention se réfère à l’épuration de flux gazeux par voie humide. The present invention relates to a method and a system for capturing, in a gas flow, strongly oxidizing pollutants, at least one belongs to the group consisting of chlorine, chlorine dioxide, ozone and bromine. More generally, the invention refers to the purification of gaseous flow by wet process.
[0002] Dans les procédés de ce type, un liquide de lavage est mis au contact avec les gaz à épurer dans un laveur de sorte que les polluants à capter sont transférés dans le liquide de lavage. Les laveurs humides sont couramment utilisés pour abattre les polluants acides, tels que l’acide chlorhydrique HCI et le dioxyde de soufre SO2, mais ne sont toutefois pas restreints à ces polluants et sont utilisés pour abattre un grand nombre de polluants gazeux potentiels comme le chlore, le brome, le bioxyde de chlore, l’ozone ainsi que les oxydes d’azote. Par ailleurs, en plus des polluants principaux précités, les gaz à épurer peuvent contenir aussi des métaux lourds comme le mercure. In processes of this type, a washing liquid is contacted with the gas to be purified in a scrubber so that the pollutants to be captured are transferred into the washing liquid. Wet scrubbers are commonly used to kill acidic pollutants, such as HCI hydrochloric acid and SO2 sulfur dioxide, but are not, however, restricted to these pollutants and are used to kill a large number of potential gaseous pollutants such as chlorine. , bromine, chlorine dioxide, ozone and nitrogen oxides. Moreover, in addition to the main pollutants mentioned above, the gases to be purified may also contain heavy metals such as mercury.
[0003] Les laveurs humides offrent une grande souplesse et sont donc actuellement beaucoup utilisés. Wet scrubbers offer great flexibility and are currently widely used.
[0004] En pratique, différents réactifs sont utilisés dans ces laveurs selon le polluant à capter. Ainsi, pour capter par exemple le dioxyde de soufre SO2 ou l’acide chlorhydrique HCI, un neutralisant alcalin, comme la chaux, le calcaire ou la soude est utilisé. In practice, different reagents are used in these scrubbers depending on the pollutant to be captured. Thus, to capture for example sulfur dioxide SO2 or hydrochloric acid HCl, an alkaline neutralizer, such as lime, limestone or sodium hydroxide is used.
[0005] Pour capter des oxydes d’azote, plusieurs procédés sont envisageables: ils utilisent en général des oxydants puissants pour oxyder une partie du monoxyde d’azote NO en dioxyde d’azote NO2, et exploitent ensuite la réaction NO + NO2→ N2O3 dont le produit est un composé soluble qui est capté en étant transféré au liquide de lavage. D’autres procédés utilisent des réactifs variés, tels que le chlorite de sodium, comme proposé dans FR 2 643 286, ou tels que l’ozone. Globalement, ces différents procédés sont performants, mais dans la mesure où les fuites du composé oxydant sont à proscrire, des laveurs de garde sont nécessaires. To capture nitrogen oxides, several processes are possible: they generally use strong oxidants to oxidize a portion of the nitric oxide NO to nitrogen dioxide NO2, and then exploit the reaction NO + NO2 → N2O3 whose product is a soluble compound which is captured by being transferred to the washing liquid. Other processes use various reagents, such as sodium chlorite, as proposed in FR 2 643 286, or such as ozone. Overall, these various processes are efficient, but insofar as the leakage of the oxidizing compound is to be avoided, guard washers are necessary.
[0006] Pour les métaux, on peut aussi utiliser des oxydants, en particulier pour solubiliser le mercure à l’état d’oxydation +0 en le passant à l’état d’oxydation +2. Ainsi, le brevet FR 2 724 577 propose un tel procédé. Là aussi, la fuite du composé réactif oxydant ne peut pas être tolérée. For metals, it is also possible to use oxidants, in particular for solubilizing mercury in the +0 oxidation state by passing it to the +2 oxidation state. Thus, patent FR 2 724 577 proposes such a method. Again, leakage of the oxidizing reactive compound can not be tolerated.
[0007] Dans d’autres cas encore, ce sont des composés tels que le chlore ou le bioxyde de chlore qui doivent être enlevés. On rencontre ces situations dans l’industrie du papier. In still other cases, it is compounds such as chlorine or chlorine dioxide that must be removed. These situations are encountered in the paper industry.
[0008] On utilise alors des solutions de lavage réductrices, souvent composées de sulfite de sodium à un pH supérieur à 8. Reductive washing solutions are then used, often composed of sodium sulphite at a pH greater than 8.
[0009] Ceci étant rappelé, un cas problématique se rencontre lorsqu’il faut maintenir dans le laveur une solution réductrice, c’est-à-dire ayant un potentiel redox bas, et aussi une concentration suffisante en réducteur, par exemple des sulfites, pour des raisons de cinétique chimique et de cinétique du transfert gaz-liquide. Cette situation problématique est particulièrement aiguë quand on utilise des oxydants pour l’épuration d’oxydes d’azote par voie humide: en effet, une partie du monoxyde d’azote NO est oxydée en dioxyde d’azote, cette oxydation étant désirée, puis le mélange monoxyde d’azote et dioxyde d’azote est capté dans un laveur contenant des sulfites. Toutefois, l’oxygène des fumées réalise une oxydation en chaîne des sulfites, de sorte que bien plus d’une mole de sulfite est convertie en sulfate par mole du mélange monoxyde d’azote-dioxyde d’azote captée, ce qui peut conduire rapidement à un appauvrissement tel en sulfites que les oxydes d’azote ne sont plus bien captés. Par ailleurs, cette perte du pouvoir réducteur dans le laveur est préjudiciable à la bonne captation de l’excès d’agent d’oxydation, tel que le bioxyde de chlore ClO2 utilisé en amont du laveur pour réduire les oxydes d’azote. Un double problème se pose donc: à la fois une concentration suffisante de réactifs réducteurs doit être maintenue dans le laveur et un potentiel redox suffisamment bas doit également être maintenu dans le laveur, ce qui n’est pas exactement la même chose. This being recalled, a problem case occurs when it is necessary to maintain in the scrubber a reducing solution, that is to say having a low redox potential, and also a sufficient concentration of reducing agent, for example sulphites, for reasons of chemical kinetics and kinetics of gas-liquid transfer. This problematic situation is particularly acute when oxidants are used for the purification of nitrogen oxides by the wet route: indeed, a part of the nitric oxide NO is oxidized to nitrogen dioxide, this oxidation being desired, then the nitric oxide and nitrogen dioxide mixture is captured in a scrubber containing sulphites. However, the flue gas oxidizes the sulphites so that well over one mole of sulphite is converted to sulphate per mole of the nitric oxide-nitrogen dioxide mixture, which can lead rapidly to an impoverishment such as sulphites that nitrogen oxides are no longer well captured. Moreover, this loss of reducing power in the scrubber is detrimental to the good uptake of the excess of oxidation agent, such as ClO2 chlorine dioxide used upstream of the scrubber to reduce the nitrogen oxides. A double problem therefore arises: both a sufficient concentration of reducing reagents must be maintained in the scrubber and a sufficiently low redox potential must also be maintained in the scrubber, which is not exactly the same.
[0010] Dans ce contexte, il a été proposé, en particulier par Mrs Rochelle et de Vincentis de l’Université du Texas, de limiter l’oxydation des sulfites en utilisant des inhibiteurs d’oxydation, tels que le thiosulfate de sodium. Toutefois, le thiosulfate de sodium est beaucoup plus cher que les sulfites, ces derniers étant d’ailleurs dans bien des cas, amenés par le dioxyde de soufre SO2 présent dans les gaz entrant, si bien qu’on cherche à en minimiser la consommation. In this context, it has been proposed, in particular by Mrs Rochelle and Vincentis of the University of Texas, to limit the oxidation of sulfites using oxidation inhibitors, such as sodium thiosulfate. However, sodium thiosulphate is much more expensive than sulphites, the latter being in many cases brought by the sulfur dioxide SO2 present in the incoming gas, so we try to minimize the consumption.
[0011] De son côté, EP-A-2 123 344 divulgue un procédé de traitement de fumées de combustion, dans lequel on introduit, dans un laveur humide de traitement des fumées, une solution mélangée d’un agent réducteur et de soude. Ce document enseigne que cette solution mélangée maintient le pH et le potentiel redox de la purge du laveur dans des plages prédéterminées. Par ailleurs, il est bien précisé dans ce document que l’agent réducteur est soit du sulfite de sodium, soit du thiosulfate de sodium. For its part, EP-A-2 123 344 discloses a flue gas treatment process, wherein is introduced into a wet scrubber, a mixed solution of a reducing agent and sodium hydroxide. This document teaches that this mixed solution maintains the pH and redox potential of the scrubber purge within predetermined ranges. Furthermore, it is clearly stated in this document that the reducing agent is either sodium sulphite or sodium thiosulfate.
[0012] Le but de la présente invention est d’améliorer la captation de polluants gazeux fortement oxydants par voie humide, en se plaçant dans des conditions économiques et techniquement optimales pour réaliser cette captation. The object of the present invention is to improve the uptake of gaseous pollutants strongly oxidizing wet, placing themselves in economic and technically optimal conditions to achieve this capture.
[0013] A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de captation, dans un flux gazeux, de polluants fortement oxydants dont au moins un appartient au groupe constitué du chlore, du bioxyde de chlore, de l’ozone et du brome, dans lequel: – on introduit dans un laveur humide le flux gazeux, ainsi qu’un premier flux contenant un réactif réducteur et un second flux contenant un inhibiteur d’oxydation, – à partir d’au moins la mesure du potentiel redox d’une purge sortant du laveur, on commande la quantité de l’inhibiteur d’oxydation introduite par le second flux dans le laveur de manière à maintenir le potentiel redox de cette purge au-dessous d’un niveau donné, et – à partir d’au moins la mesure, directe ou indirecte, de la concentration en réactif réducteur dans la purge sortant du laveur, on commande la quantité de réactif réducteur introduite par le premier flux dans le laveur. For this purpose, the subject of the invention is a method of capturing, in a gaseous flow, strongly oxidizing pollutants, at least one of which belongs to the group consisting of chlorine, chlorine dioxide, ozone and bromine. , in which: The gaseous flow is introduced into a wet scrubber, as well as a first stream containing a reducing reagent and a second stream containing an oxidation inhibitor, From at least the measurement of the redox potential of a purge leaving the scrubber, the quantity of the oxidation inhibitor introduced by the second flow into the scrubber is controlled so as to maintain the redox potential of this purge at below a given level, and From at least the measurement, direct or indirect, of the concentration of reducing reagent in the purge leaving the scrubber, the amount of reducing reagent introduced by the first flow into the scrubber is controlled.
[0014] L’invention a également pour objet une installation de captation, dans un flux gazeux, de polluants fortement oxydants dont au moins un appartient au groupe constitué du chlore, du bioxyde de chlore, de l’ozone et du brome, l’installation comprenant: – un laveur humide alimenté par le flux gazeux, ainsi que par un premier flux contenant un réactif réducteur et un second flux contenant un inhibiteur d’oxydation, – un premier moyen pour commander la quantité d’inhibiteur d’oxydation introduite par le second flux dans le laveur à partir d’au moins la mesure du potentiel redox d’une purge sortant du laveur humide de manière à maintenir le potentiel redox de cette purge au-dessous d’un niveau donné, et – un second moyen pour commander la quantité de réactif réducteur introduite par le premier flux dans le laveur à partir d’au moins la mesure, directe ou indirecte, de la concentration en réactif réducteur dans la purge sortant du laveur. The invention also relates to an installation for capturing, in a gaseous flow, strongly oxidizing pollutants, at least one of which belongs to the group consisting of chlorine, chlorine dioxide, ozone and bromine. installation comprising: A wet scrubber fed with the gas stream, as well as with a first stream containing a reducing reagent and a second stream containing an oxidation inhibitor, A first means for controlling the quantity of oxidation inhibitor introduced by the second flow into the scrubber from at least the measurement of the redox potential of a purge leaving the wet scrubber so as to maintain the redox potential of this scrubber; purge below a given level, and A second means for controlling the amount of reducing reagent introduced by the first flow into the scrubber from at least the measurement, direct or indirect, of the concentration of reducing reagent in the purge leaving the scrubber.
[0015] Ainsi, l’invention prévoit de maintenir dans le laveur de captation des polluants fortement oxydants, à la fois une concentration en réactifs réducteurs suffisante et un potentiel redox assez bas: ces deux conditions sont nécessaires pour obtenir des rejets gazeux suffisamment épurés, notamment conformes aux exigences réglementaires applicables au cas des flux gazeux contenant au moins un composé fortement oxydant. Thus, the invention provides for maintaining in the pickup of strongly oxidizing pollutants, both a concentration of sufficient reducing reagents and a low redox potential: these two conditions are necessary to obtain sufficiently purified gaseous releases, in particular comply with the regulatory requirements applicable to the case of gas streams containing at least one strongly oxidizing compound.
[0016] Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé et de l’installation conformes à l’invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: – on commande la quantité d’inhibiteur d’oxydation introduite par le second flux dans le laveur exclusivement à partir de la mesure du potentiel redox de la purge sortant du laveur, et on commande la quantité de réactif réducteur introduite par le premier flux dans le laveur exclusivement à partir de la mesure de la concentration en réactif réducteur dans la purge du laveur; – on commande conjointement les quantités respectives d’inhibiteur d’oxydation et de réactif réducteur introduites, respectivement par le second flux et par le premier flux, dans le laveur à partir des mesures respectives du potentiel redox de la purge sortant du laveur et de la concentration en réactif réducteur dans cette purge, ainsi qu’éventuellement du pH de cette purge; – le potentiel redox de la purge sortant du laveur est maintenu à une valeur comprise entre -100 mV et +150 mV et le pH du laveur est maintenu entre 6 et 10; – l’inhibiteur d’oxydation est du thiosulfate de sodium; – le réactif réducteur est du sulfite de sodium; – en plus du ou des polluants fortement oxydants, le flux gazeux contient des oxydes d’azote et de l’oxygène; – le flux gazeux provient d’un laveur humide autre que le laveur dans lequel est introduit ce flux gazeux; – les premier et second moyens incluent un contrôleur multivariable conjoint. According to additional advantageous features of the method and the installation according to the invention, taken separately or in any technically possible combination: The quantity of oxidation inhibitor introduced by the second flow into the scrubber is controlled exclusively from the measurement of the redox potential of the purge leaving the scrubber, and the quantity of reducing reagent introduced by the first flow into the scrubber is controlled; scrubber exclusively from the measurement of the concentration of reducing reagent in the purge of the scrubber; The respective amounts of oxidation inhibitor and reducing reagent introduced, respectively by the second flow and by the first flow, respectively, are controlled in the scrubber from the respective measurements of the redox potential of the purge leaving the scrubber and the scrubber; concentration of reducing reagent in this purge, as well as possibly the pH of this purge; The redox potential of the purge leaving the scrubber is maintained at a value between -100 mV and +150 mV and the pH of the scrubber is maintained between 6 and 10; The oxidation inhibitor is sodium thiosulfate; The reducing reagent is sodium sulphite; In addition to the highly oxidizing pollutant (s), the gas stream contains oxides of nitrogen and oxygen; The gaseous flow comes from a wet scrubber other than the scrubber into which this gaseous flow is introduced; The first and second means include a joint multivariable controller.
[0017] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: – la fig. 1 est un schéma d’une installation conforme à l’invention, mettant en œuvre un procédé conforme à l’invention; et – la fig. 2 est une vue similaire à la fig. 1, illustrant une variante de l’installation et du procédé conformes à l’invention. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the drawings in which: - fig. 1 is a diagram of an installation according to the invention, implementing a method according to the invention; and - fig. 2 is a view similar to FIG. 1, illustrating a variant of the installation and method according to the invention.
[0018] Dans l’installation montrée à la fig. 1, un flux gazeux à épurer 1 est introduit dans un laveur humide 101. Ce flux gazeux 1 peut notamment être constitué par un flux provenant d’un processus industriel amont, ou bien être la sortie d’un laveur autre que le laveur 101. In the installation shown in FIG. 1, a gaseous stream to be purified 1 is introduced into a wet scrubber 101. This gaseous flow 1 can notably consist of a flow coming from an upstream industrial process, or else be the exit of a scrubber other than the scrubber 101.
[0019] Le flux gazeux à traiter 1 est pollué par la présence d’au moins un composé fortement oxydant, parmi le groupe constitué de l’ozone O3, du chlore Cl2, du bioxyde de chlore CIO2 et du brome Br2. En pratique, le flux gazeux 1 peut également contenir des oxydes d’azote, en particulier du monoxyde d’azote NO et du dioxyde d’azote NO2, ainsi que de l’oxygène. The gas stream to be treated 1 is polluted by the presence of at least one strongly oxidizing compound, from the group consisting of ozone O3, chlorine Cl2, chlorine dioxide CIO2 and Br2 bromine. In practice, the gas stream 1 may also contain nitrogen oxides, in particular nitrogen monoxide NO and nitrogen dioxide NO 2, as well as oxygen.
[0020] Selon l’invention, le laveur humide 101 reçoit un flux liquide contenant un réactif réducteur 3, qui, de manière non limitative, peut être un sulfite alcalin ou un hydrogénosulfite alcalin, en particulier du sulfite de sodium. According to the invention, the wet scrubber 101 receives a liquid stream containing a reducing reagent 3, which, without limitation, may be an alkaline sulfite or an alkali hydrogen sulfite, in particular sodium sulfite.
[0021] Selon l’invention, le laveur 101 reçoit également un inhibiteur d’oxydation 4, qui est distinct du réactif réducteur 3 et est par exemple constitué d’une solution de thiosulfate de sodium ou d’une suspension de soufre. According to the invention, the washer 101 also receives an oxidation inhibitor 4, which is distinct from the reducing reagent 3 and consists for example of a solution of sodium thiosulfate or a suspension of sulfur.
[0022] Du laveur 101 sortent un flux gazeux traité 2, ainsi qu’une purge liquide de déconcentration 5. From the washer 101 leave a treated gas stream 2, as well as a liquid purge of deconcentration 5.
[0023] L’injection du réactif réducteur 3 dans le laveur 101, qui est découplée de celle de l’inhibiteur d’oxydation 4, est prévue pour maintenir dans ce laveur à tout moment, une concentration suffisante de l’espèce réactive principale correspondante, notamment pour des raisons de cinétique chimique avec le ou les polluants fortement oxydants à capter. Par exemple, dans le cas d’une dénitrification par voie humide utilisant du chlorite de sodium NaCIO2, le flux gazeux 1 sort d’un autre laveur, qui est donc en amont du laveur 101 et dans lequel le chlorite de sodium qui y est introduit réalise l’oxydation d’une partie des oxydes d’azote présents dans le flux gazeux admis dans cet autre laveur. En plus de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, de l’azote et de l’oxygène, le flux gazeux 1 contient alors du monoxyde d’azote NO et du dioxyde d’azote NO2, ainsi que du bioxyde de chlore CIO2 en tant qu’agent oxydant actif non consommé dans le laveur amont. Le rôle du laveur 101 est alors de capter une grande partie des oxydes d’azote NOx, tout particulièrement du mélange entre le monoxyde carbone NO et le dioxyde de carbone NO2, ainsi que le bioxyde de chlore CIO2, de façon à ce que le rejet gazeux 2 puisse être relâché au milieu atmosphérique. Dans ce cas, le réactif réducteur 3 utilisé est du sulfite de sodium ou de l’hydrognésulfite de sodium, en solution aqueuse. The injection of the reducing reagent 3 into the scrubber 101, which is decoupled from that of the oxidation inhibitor 4, is provided to maintain in this scrubber at any time, a sufficient concentration of the corresponding main reactive species , in particular for reasons of chemical kinetics with the strongly oxidizing pollutant (s) to be collected. For example, in the case of wet denitrification using sodium chlorite NaClO 2, the gas stream 1 leaves another scrubber, which is therefore upstream of the scrubber 101 and in which the sodium chlorite introduced therein performs the oxidation of a part of the nitrogen oxides present in the gas stream admitted to this other scrubber. In addition to water vapor, carbon dioxide, nitrogen and oxygen, the gas stream 1 contains nitric oxide NO and nitrogen dioxide NO2, as well as chlorine dioxide. CIO2 as an active oxidizing agent not consumed in the upstream scrubber. The role of the scrubber 101 is then to capture a large part of the nitrogen oxides NOx, especially the mixture between the carbon monoxide NO and the carbon dioxide NO2, and the chlorine dioxide CIO2, so that the rejection gas 2 can be released to the atmosphere. In this case, the reducing reagent 3 used is sodium sulphite or sodium hydrovesulfite, in aqueous solution.
[0024] En pratique, pour capter les oxydes d’azote, il est indispensable de maintenir une concentration minimale en sulfites, notamment en ions SO3<-> et HSO3<->, dans le laveur 101, autrement dit dans sa purge 5. Or, en l’absence d’inhibiteur d’oxydation 4, l’oxygène contenu dans le flux gazeux 1 va consommer par oxydation une part significative des réducteurs présents, dont le réactif réducteur 3. Cette oxydation est d’ailleurs grandement accélérée par certains oxydes d’azote comme NO2, et, en l’absence d’inhibiteur d’oxydation 4, les réducteurs, dont les sulfites, sont susceptibles de pratiquement disparaître du milieu. On se retrouverait alors avec le laveur 101 trop appauvri en réducteurs pour pouvoir effectuer sa fonction. A titre d’exemple, dans le cas où on utilise les sulfites comme réducteurs dans le laveur 101, il est souhaitable d’y maintenir une concentration d’au moins 10 g/l en sulfites, plus précisément en ions SO3<--> et HSO3<->. In practice, to capture the oxides of nitrogen, it is essential to maintain a minimum concentration of sulfites, especially SO3 <-> and HSO3 <-> ions, in the washer 101, in other words in its purge 5. However, in the absence of oxidation inhibitor 4, the oxygen contained in the gas stream 1 will consume by oxidation a significant part of the reducing agents present, including the reducing reagent 3. This oxidation is also greatly accelerated by some nitrogen oxides such as NO2, and, in the absence of oxidation inhibitor 4, reducing agents, including sulphites, are likely to virtually disappear from the medium. It would end up with the washer 101 too depleted in reducers to perform its function. By way of example, in the case where sulphites are used as reducing agents in the scrubber 101, it is desirable to maintain therein a concentration of at least 10 g / l in sulphites, more specifically in SO 3 - ions. and HSO3 <->.
[0025] Ceci étant, cette simple condition n’est pas suffisante pour assurer la captation des polluants fortement oxydants dans le laveur 101 et il faut aussi que le potentiel redox y soit maintenu à un niveau assez bas. Typiquement, ce potentiel redox doit être d’au plus +200 mV et, de préférence, doit être inférieur à +100 mV. Dans le cas de la dénitrification évoquée plus haut, si le potentiel redox n’est pas assez bas, la captation dans le laveur 101 de la fuite amont de bioxyde de chlore CIO2 ne se fera que mal, et la concentration de bioxyde de chlore en sortie du laveur 101, dans le rejet gazeux 2, excédera la limite tolérable. However, this simple condition is not sufficient to ensure the capture of strongly oxidizing pollutants in the washer 101 and it is also necessary that the redox potential is maintained at a low enough level. Typically, this redox potential must be at most +200 mV and, preferably, must be less than +100 mV. In the case of the denitrification mentioned above, if the redox potential is not low enough, the capture in the washer 101 of the upstream chlorine dioxide CIO2 leak will only be bad, and the concentration of chlorine dioxide in Exit of the washer 101, in the gas discharge 2, will exceed the tolerable limit.
[0026] A titre d’option non représentée, le laveur 101 peut recevoir d’autres arrivées, comme par exemple de la soude caustique pour maintenir une certaine valeur de pH et de l’eau. As an option not shown, the washer 101 may receive other arrivals, such as caustic soda for maintaining a certain pH value and water.
[0027] Le contrôle du pH du laveur, qui n’est pas l’objet de l’invention en tant que tel et qui peut être réalisé par un appareil de mesure ad hoc, montré sous la référence 203 sur la fig. 1, influe d’ailleurs directement sur le potentiel redox du laveur puisque ce potentiel redox diminue quand le pH augmente. D’une manière typique, on cherche à maintenir le pH dans la plage de valeurs 6 à 10, à maintenir le potentiel redox dans la plage de valeurs -150 mV à +200 mV, et à maintenir la concentration en réactif réducteur 3 dans la plage de valeurs 5 à 50 g/l. On notera que la concentration en inhibiteur d’oxydation 4 dépend quant à elle fortement de la nature de cet inhibiteur: dans le cas du thiosulfate de sodium, une concentration comprise entre 0.5 et 5 g/l est préférée. The pH control of the washer, which is not the object of the invention as such and can be achieved by an ad hoc measuring device, shown as 203 in FIG. 1, directly influences the redox potential of the washer since this redox potential decreases when the pH increases. Typically, it is desired to maintain the pH in the range of 6 to 10, to maintain the redox potential in the range of -150 mV to +200 mV, and to maintain the reducing reagent concentration in the range of values 5 to 50 g / l. It will be noted that the concentration of oxidation inhibitor 4 depends strongly on the nature of this inhibitor: in the case of sodium thiosulfate, a concentration of between 0.5 and 5 g / l is preferred.
[0028] En pratique, le laveur 101 est d’une technologie connue en soi. De manière préférée, ce laveur est constitué d’une tour à garnissage, comprenant au moins deux mètres d’un garnissage d’une surface spécifique d’au moins 100 m<2>/m<3>. In practice, the washer 101 is a known technology per se. Preferably, this scrubber consists of a packed tower, comprising at least two meters of a lining with a specific surface area of at least 100 m <2> / m <3>.
[0029] Selon l’invention, on mesure le potentiel redox dans la purge 5 du laveur 101 à l’aide d’un appareil ad hoc 201 et on utilise l’information 2001 sur le potentiel redox mesuré afin, par exemple à l’aide d’un régulateur PID, autrement appelé unité de régulation proportionnelle intégrée dérivée, connu en soi, de piloter le flux d’inhibiteur d’oxydation 4, c’est-à-dire afin de commander la quantité de cet inhibiteur d’oxydation introduite dans le laveur 101. According to the invention, the redox potential is measured in the purge 5 of the washer 101 using an ad hoc device 201 and the 2001 information on the measured redox potential is used in order, for example to the using a PID regulator, otherwise known as a proportional integrated proportional control unit, known per se, to control the flow of oxidation inhibitor 4, that is to say in order to control the quantity of this oxidation inhibitor introduced into the washer 101.
[0030] De même, selon une autre caractéristique de l’invention, on mesure la concentration en réactif réducteur 3 dans la purge 5 et on utilise l’information 2002 sur cette concentration mesurée pour piloter l’appoint de réactif réducteur 3. L’information précitée 2002 permet aussi de s’assurer qu’on a une déconcentration suffisante. En pratique, la mesure de la concentration du réactif réducteur 3 dans la purge 5 est réalisée par un dispositif ad hoc 202 connu en soi, permettant de mesurer cette concentration en réactif réducteur soit de manière directe, soit de manière indirecte, c’est-à-dire par mesure d’une autre concentration, voire d’une autre caractéristique, permettant, notamment par calcul, de remonter à la concentration en réactif réducteur. Ce dispositif 202 peut par exemple être un conductimètre, un chromatographe ionique ou une sonde de mesure de densité. Similarly, according to another characteristic of the invention, the reducing reagent concentration 3 is measured in the purge 5 and the 2002 information on this measured concentration is used to control the addition of reducing reagent 3. The aforementioned information 2002 also makes it possible to ensure that there is sufficient deconcentration. In practice, the measurement of the concentration of the reducing reagent 3 in the purge 5 is carried out by an ad hoc device 202 known per se, making it possible to measure this concentration of reducing reagent either directly or indirectly, that is, that is to say, by measurement of another concentration, or even of another characteristic, allowing, in particular by calculation, to go back to the concentration of reducing reagent. This device 202 may for example be a conductivity meter, an ion chromatograph or a density measurement probe.
[0031] Au vu de ce qui précède, on comprend que, par essence, l’invention vise à maintenir dans le laveur 101 à la fois une concentration en réactif réducteur 3 suffisante et un potentiel redox assez bas. Ces deux conditions sont nécessaires pour obtenir un rejet gazeux 2 conforme aux exigences réglementaires lorsqu’un composé fortement oxydant est présent dans le flux gazeux entrant 1. C’est tout particulièrement le cas pour la dénitrification par voie humide avec du chlorite de sodium ou du bioxyde de chlore, comme évoqué plus haut: pour une telle dénitrification, d’une part, le bas potentiel redox du laveur 101 est indispensable pour bien capter la fuite amont d’oxydant chloré CIO2, qui est présente dans le flux gazeux 1 et, d’autre part, une concentration suffisante en sulfites est nécessaire, tant pour capter les oxydes d’azote que le bioxyde de chlore CIO2 précité. In view of the foregoing, it is understood that, in essence, the invention aims to maintain in the washer 101 both a sufficient reducing reagent concentration 3 and a low enough redox potential. These two conditions are necessary to obtain a gaseous discharge 2 that meets the regulatory requirements when a strongly oxidizing compound is present in the incoming gas stream 1. This is particularly the case for wet denitrification with sodium chlorite or sodium chlorite. chlorine dioxide, as mentioned above: for such denitrification, on the one hand, the low redox potential of the washer 101 is essential to properly capture the upstream leak of chlorinated oxidant CIO2, which is present in the gas stream 1 and, on the other hand, a sufficient concentration of sulphites is necessary, both for capturing the nitrogen oxides and the chlorine dioxide CIO2 mentioned above.
[0032] Selon une alternative montrée à la fig. 2, on utilise un contrôleur multivariable 301 pour piloter conjointement le flux du réactif réducteur 3 et le flux de l’inhibiteur d’oxydation 4, ce contrôleur multivariable 301 ayant pour entrées à la fois l’information 2001 sur le potentiel redox mesuré de la purge 5, l’information 2002 sur la concentration en réactif réducteur 3 mesurée dans la purge 5, et, de manière optionnelle, une information 2003 sur une valeur mesurée du pH de la purge 5. According to an alternative shown in FIG. 2, a multivariable controller 301 is used to jointly control the flow of the reducing reagent 3 and the flow of the oxidation inhibitor 4, this multivariable controller 301 having as inputs both the information on the measured redox potential of the purge 5, the information on the concentration of reducing reagent 3 measured in the purge 5, and, optionally, a 2003 information on a measured value of the purge pH 5.
[0033] La nécessité et la pertinence de contrôler non seulement la concentration en réactif réducteur 3 mais aussi le potentiel redox dans le laveur 101 sont confirmées par des essais détaillés ci-dessous, réalisés avec une installation pilote. Ces essais simulent une dénitrification par voie humide au chlorite de sodium, telle que celle évoquée plus haut: dans ce cas, comme également indiqué précédemment, l’agent oxydant actif est le bioxyde de chlore CIO2. The need and the relevance of controlling not only the concentration of reducing reagent 3 but also the redox potential in the washer 101 are confirmed by the tests detailed below, carried out with a pilot plant. These tests simulate wet denitrification with sodium chlorite, such as that mentioned above: in this case, as also indicated above, the active oxidizing agent is chlorine dioxide CIO2.
[0034] Dans le cadre de l’installation pilote, un flux gazeux de 1,7 litres/minute, contenant 440 mg/m<3> secs d’oxyde d’azote NO dans de l’air est admis dans un barbotteur contenant 400 ml d’une solution d’acide chlorhydrique 1 M. Dans ce barbotteur, on introduit aussi 30 ml/heure d’une solution de chlorite de sodium à 24 g/litres. Au contact de l’acide chlorhydrique, du bioxyde de chlore se dégage selon la réaction 5 NaCIO2 + 4 HCI → 4 CIO2 + 5 NaCI + 2 H20 et transforme le monoxyde d’azote NO en dioxyde d’azote NO2. As part of the pilot plant, a gas stream of 1.7 liters / minute, containing 440 mg / m <3> dry nitrogen oxide NO in air is admitted into a bubbler containing 400 ml of a 1M hydrochloric acid solution. In this bubbler, 30 ml / hour of a solution of sodium chlorite at 24 g / liter are also introduced. On contact with hydrochloric acid, chlorine dioxide is evolved according to the reaction 5 NaClO 2 + 4 HCl → 4 ClO 2 + 5 NaCl + 2 H 2 O and converts nitrogen monoxide NO to NO2 nitrogen dioxide.
[0035] Dans le même temps, un second barbotteur, distinct du premier barbotteur présenté ci-dessus et alimenté par les gaz produits par le premier barbotteur, contient également 400 ml de solution, un réactif réducteur et un inhibiteur d’oxydation. Ce second barbotteur simule un laveur alcalin en aval du premier barbotteur décrit ci-dessus, qui capte des oxydes d’azote NOx ainsi que la fuite d’agent oxydant actif provenant du premier barbotteur: le second barbotteur simule ainsi le laveur 101 de l’installation de la fig. 1ou la fig. 2. La concentration des composés dans le gaz effluent sortant du second barbotteur est déterminée par des analyseurs et/ou par des dosages chimiques, afin d’évaluer à la fois le rendement de dénitrification et la fuite d’agent oxydant actif. At the same time, a second bubbler, separate from the first bubbler presented above and fed by the gases produced by the first bubbler, also contains 400 ml of solution, a reducing reagent and an oxidation inhibitor. This second bubbler simulates an alkaline scrubber downstream of the first bubbler described above, which captures oxides of nitrogen NOx and the leakage of active oxidizing agent from the first bubbler: the second bubbler thus simulates the washer 101 of the installation of fig. 1or fig. 2. The concentration of the compounds in the effluent gas leaving the second bubbler is determined by analyzers and / or chemical assays to evaluate both the denitrification efficiency and the active oxidant leakage.
[0036] Dans un premier cas, qualifié par la suite d’essai A, le second barbotteur contient du sulfite de sodium à 30 g/l et assez d’inhibiteur d’oxydation pour maintenir un potentiel redox bas. Dans un second cas, qualifié par la suite d’essai B, du thiosulfate de sodium est ajouté en quantité insuffisante, en l’espèce divisée par deux par rapport à l’essai A. Le tableau ci-dessous regroupe les caractéristiques des essais A et B. (mg/m<3> <tb><sep>pH<sep>Réducteur SO3 (g/)l<sep>Inhibiteur S2O3 (g/i)<sep>Potentiel redox<sep>Rendement deNOx<sep>Fuite CIO2 ) <tb>Essai A<sep>8,5<sep>30<sep>2<sep>-52 mV<sep>54%<sep>0,9 <tb>Essai B<sep>8,5<sep>30<sep>1<sep>+163 mV<sep>57%<sep>25,3In a first case, subsequently qualified test A, the second bubbler contains 30 g / l sodium sulfite and enough oxidation inhibitor to maintain a low redox potential. In a second case, subsequently qualified as test B, sodium thiosulphate is added in insufficient quantity, in this case divided by two compared to test A. The table below groups the characteristics of tests A and B. (Mg / m <3> <Tb> <September> pH <September> Reducer SO3 (g /) l <sep> Inhibitor S2O3 (g / i) <sep> Potential redox <September> Yield deNOx <sep> CIO2 leak ) <tb> Test A <sep> 8.5 <sep> 30 <sep> 2 <sep> -52 mV <sep> 54% <sep> 0.9 <tb> Test B <sep> 8.5 <sep> 30 <sep> 1 <sep> +163 mV <sep> 57% <sep> 25.3
[0037] Ainsi, comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, le potentiel redox du second barbotteur est plus élevé pour l’essai B, tandis que pour l’essai A, le potentiel redox est plus bas. De plus, alors que dans les deux essais, le rendement de dénitrification est similaire, la fuite en agent oxydant actif CIO2 est beaucoup plus importante pour l’essai B dans lequel le potentiel redox n’est pas contrôlé et devient trop élevé: la solution liquide du second barbotteur est alors inapte à capter efficacement le composé fortement oxydant CIO2 et la concentration en ce dernier est beaucoup trop élevée pour que l’effluent gazeux sortant puisse être rejeté à l’atmosphère. Thus, as can be seen in the table above, the redox potential of the second bubbler is higher for test B, while for test A, the redox potential is lower. Moreover, while in both tests, the denitrification efficiency is similar, the leakage of CIO2 active oxidizing agent is much greater for test B in which the redox potential is not controlled and becomes too high: the solution liquid of the second bubbler is then unable to effectively capture the highly oxidizing compound CIO2 and the concentration in the latter is much too high for the outgoing gaseous effluent can be released into the atmosphere.
[0038] Bien entendu, en pratique, les valeurs de potentiel redox mentionnées dans le présent document sont données par référence à une électrode au calomel saturée. Of course, in practice, the redox potential values mentioned herein are given by reference to a saturated calomel electrode.
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