FR2697171A1 - Gas scrubbing process for effluents from heating bituminous mixtures - which includes the cleaning of discharged water vapour contg. pollutants using a condenser and droplet extractor. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de traitement d'effluents gazeux provenant du brassage à chaud de produits ou de mélanges bitumineux, intervenant notamment dans la fabrication d'asphaltes coulés ou de bétons bitumineux. L'invention couvre en outre une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention relates to a process for the treatment of gaseous effluents originating from the hot mixing of bituminous products or mixtures, intervening in particular in the manufacture of poured asphalts or bituminous concretes. The invention also covers an installation for implementing this method.
On sait que lors du brassage à chaud des produits mentionnés ci-dessus, les effluents gazeux contiennent des composés aromatiques, du soufre et certains de ses dérivés, notamment de l'hydrogène sulfuré, des anhydridres et des thiols. En outre, le chauffage des produits bitumineux donne de la vapeur d'eau, celle-ci provenant principalement des matières minérales ajoutées aux bitumes. L'émission des effluents gazeux est par ailleurs fonction du chauffage, celui-ci étant plus important pour la fabrication des produits coulés que pour les enrobés. Les produits présents dans les effluents gazeux constituent bien évidemment des sources de pollution très importantes et il est souhaitable de les neutraliser ou de les éliminer directement à la production en évitant de les évacuer dans l'atmosphère ou dans les eaux usées. It is known that during the hot mixing of the products mentioned above, the gaseous effluents contain aromatic compounds, sulfur and some of its derivatives, in particular hydrogen sulfide, anhydrides and thiols. In addition, the heating of bituminous products gives water vapor, which comes mainly from mineral matter added to bitumens. The emission of gaseous effluents is also a function of heating, which is more important for the production of cast products than for coated materials. The products present in the gaseous effluents obviously constitute very significant sources of pollution and it is desirable to neutralize or eliminate them directly during production while avoiding discharging them into the atmosphere or into waste water.
A l'heure actuelle, dans la fabrication des enrobés on traite les effluents au moyen de dévésiculeurs et de filtres, demandant à être changés, ou bien l'on procède à une détente dans un détendeur à chicane dont on extrait les produits solides qui se déposent. Dans la fabrication d'asphaltes coulés, on effectue un barbottage dans de l'eau renouvelée et évacuée en continu, complété par une mise en contact des gaz avec du charbon ou des filtres. Dans ces deux cas cependant, on provoque à la fois une pollution atmosphérique et un rejet d'eaux usées chargées en produits nocifs. At present, in the manufacture of coated materials, the effluents are treated by means of demister and filters, requiring to be changed, or else an expansion is carried out in a baffle regulator from which the solid products which are extracted deposit. In the manufacture of poured asphalts, a bubbling is carried out in water which is renewed and discharged continuously, supplemented by bringing the gases into contact with carbon or filters. In these two cases, however, both air pollution and the discharge of waste water loaded with harmful products are caused.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un procédé économique de traitement des effluents gazeux, fonctionnant en circuit fermé en ce qui concerne l'eau et susceptible en outre de permettre de recueillir des sous-produits valorisés. The present invention aims to remedy the drawbacks mentioned above, by providing an economical process for treating gaseous effluents, operating in a closed circuit with regard to water and capable, moreover, of making it possible to collect recovered by-products.
Conformément au procédé selon l'invention, dans lequel on traite dans un détendeur et dans un dévésiculeur des gaz contenant notamment de la vapeur d'eau, on détend les gaz par tirage naturel en présence d'une aspersion d'eau sodée réfrigérée, puis on soumet les gaz ainsi traités à un lavage à l'eau sodée, on récupère les eaux de condensation et de lavage, on les refroidit puis on les recycle en les soumettant à une distillation.On injecte dans l'eau distillée ainsi recueillie d'une part une solution de soude pour former l'eau sodée de lavage et, d'autre part, une solution de sulfate de fer dans les eaux de lavage rassemblées, lesdites solutions étant préparées à partir d'une fraction de l'eau distillée, la quantité d'eau intervenant au cours du traitement étant contrôlée par constitution d'une réserve d'équilibrage et par évacuation éventuelle d'eau distillée pouvant être récupérée. In accordance with the process according to the invention, in which gases containing in particular steam are treated in a pressure reducer and in a demister, the gases are relaxed by natural draft in the presence of a spray of chilled soda water, then the gases thus treated are subjected to washing with soda water, the condensation and washing waters are recovered, they are cooled and then they are recycled by subjecting them to distillation. Injected water is thus injected with on the one hand, a sodium hydroxide solution to form soda water for washing and, on the other hand, an iron sulphate solution in the combined washing water, said solutions being prepared from a fraction of distilled water, the quantity of water intervening during the treatment being controlled by constitution of a balancing reserve and by possible evacuation of distilled water which can be recovered.
Dans le procédé ci-dessus, l'eau sodée est destinée à fixer les produits acides ou soufrés tels que les thiols, tandis que le sulfate de fer en élimine les produits soufrés et donne du sulfate de sodium. Il ressort également du procédé ci-dessus que l'on se sert de la vapeur d'eau contenue dans les effluents gazeux pour former la quantité d'eau nécessaire au cycle de traitement et qu'en outre aucune eau polluée n'est rejetée hors de ce cycle de traitement. Au contraire, le contrôle de la quantité totale d'eau intervenant dans le déroulement du procéde permet éventuellement de récupérer de l'eau distillée, tandis que le traitement à l'eau sodée et au sulfate de fer conduit par ailleurs à recueillir du sulfate de sodium anhydre comme résidu de distillation. In the above process, the soda water is intended to fix the acid or sulfur products such as thiols, while the iron sulfate removes the sulfur products and gives sodium sulfate. It also appears from the above process that the water vapor contained in the gaseous effluents is used to form the quantity of water necessary for the treatment cycle and that, in addition, no polluted water is discharged of this treatment cycle. On the contrary, the control of the total quantity of water involved in the course of the process eventually makes it possible to recover distilled water, while the treatment with soda water and iron sulphate also leads to the collection of sulphate of anhydrous sodium as a distillation residue.
Pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini cidessus, l'installation selon l'invention comprend d'une part, en ce qui concerne les gaz, une chambre de détente munie d'asperseurs à eau sodée réfrigérée, débouchant dans une gaine collectrice reliée à une entrée d'air d'entraînement réglable, conduisant à un dévésiculeur primaire à l'entrée d'une tour de lavage à un ou plusieurs niveaux d'aspersion d'eau sodée réfrigérée, munie en outre d'un dévésiculeur secondaire à sa sortie vers l'atmosphère et comportant un ventilateur assurant le tirage l'installation comprend d'autre part, en ce qui concerne les eaux de lavage et de traitement, un premier circuit comprenant successivement la chambre de détente, un décanteur, un ballon de réserve, une colonne de distillation, un réservoir d'eau distillée et une alimentation en eau distillée entre ledit réservoir et le ballon de réserve, avec en outre une entrée d'injection de solution de sulfate de fer en amont du décanteur et une entrée de soude en amont de ladite chambre, un second circuit comprenant successivement la sortie d'évacuation de la tour de lavage, le ballon de réserve, le décanteur et la colonne de distillation, un conduit connecté en aval du ballon étant relié aux asperseurs de la tour de lavage et comportant une entrée d'injection de solution de soude et ses organes d'ajustage. For the implementation of the method as defined above, the installation according to the invention comprises on the one hand, as regards gases, an expansion chamber provided with sprinklers with chilled soda water, opening into a collecting duct connected to an adjustable drive air inlet, leading to a primary demister at the inlet of a washing tower with one or more levels of sprinkling of chilled soda water, further provided with a secondary demister its outlet to the atmosphere and comprising a fan ensuring the draft, the installation further comprises, with regard to the washing and treatment water, a first circuit successively comprising the expansion chamber, a decanter, a reserve, a distillation column, a distilled water tank and a distilled water supply between said tank and the reserve flask, with in addition an injection inlet for iron sulphate solution in a decanter mount and a soda inlet upstream of said chamber, a second circuit successively comprising the outlet outlet of the washing tower, the reserve flask, the decanter and the distillation column, a conduit connected downstream of the flask being connected to the sprinklers of the washing tower and comprising a soda solution injection inlet and its adjusting members.
Suivant d'autres caractéristiques
- le dévésiculeur primaire comporte une sortie d'évacuation de liquides, tels que des hydrocarbures insensibles à la soude, vers le décanteur
- entre le décanteur et la colonne de distillation est disposé un réservoir d'équilibrage dont la partie inférieure est reliée à ladite colonne
- un réservoir de reprise est relié au décanteur ainsi qu'au réservoir d'équilibrage
- le décanteur comporte à sa partie supérieure une sortie de produits organiques ou bitumineux se séparant par flottation. According to other characteristics
- the primary demister includes an outlet for evacuation of liquids, such as hydrocarbons insensitive to soda, towards the decanter
- between the decanter and the distillation column is placed a balancing tank, the lower part of which is connected to said column
- a recovery tank is connected to the decanter as well as to the balancing tank
- the decanter has at its upper part an outlet for organic or bituminous products separating by flotation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé représentant un schéma illustrant le procédé et l'installation selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, made with reference to the appended drawing representing a diagram illustrating the process and the installation according to the invention.
En se référant au dessin, les effluents gazeux proviennent de pétrins P (non représentés) et sont introduits dans une chambre de détente 1 munie d'asperseurs 2 à eau sodée réfrigérée circulant dans un conduit 3 munie d'une pompe de circulation 4, d'un groupe frigorifique 5 et de débit-mètres 6 convenables. La sortie des effluents gazeux de la chambre 1 aboutit dans une gaine collectrice 7 munie d'une prise réglable d'air extérieur 8 assurant l'entraînement vers un dévésiculeur primaire 9 débouchant dans une tour de lavage 10 munie d'asperseurs à eau sodée sur un ou plusieurs niveaux en fonction de sa hauteur, par exemple deux niveaux d'asperseurs 11, 12 et dont la sortie comprend un dévésiculeur secondaire 13 débouchant vers l'atmosphère par l'intermédiaire d'un ventilateur 14 et éventuellement d'un réchauffeur 15.Le ventilateur 14 assure le tirage dans l'ensemble chambre 1, gaine 7, tour 10, des piquages 16 pouvant d'ailleurs être prévus dans ladite gaine collectrice 7 pour l'évacuation de tous autres produits gazeux si nécessaire. Referring to the drawing, the gaseous effluents come from kneaders P (not shown) and are introduced into an expansion chamber 1 provided with sprinklers 2 with chilled soda water circulating in a conduit 3 provided with a circulation pump 4, d '' a refrigeration unit 5 and flow meters 6 suitable. The outlet of the gaseous effluents from the chamber 1 ends in a collecting sheath 7 provided with an adjustable intake of outside air 8 ensuring the drive towards a primary demister unit opening out into a washing tower 10 provided with soda water sprinklers on one or more levels as a function of its height, for example two levels of sprinklers 11, 12 and the outlet of which comprises a secondary demister 25 opening to the atmosphere via a fan 14 and possibly a heater 15 The fan 14 ensures the drawing in the chamber 1 assembly, sheath 7, tower 10, nozzles 16 which may also be provided in said collecting sheath 7 for the evacuation of all other gaseous products if necessary.
En ce qui concerne les eaux de lavage et de traitement, le premier circuit mentionné plus haut comprend successivement la chambre de détente 1, reliée par un conduit 17 à un décanteur 18 et, de là, par un conduit 19, à un réservoir d'équilibrage 20 et par un conduit 21, muni d'une pompe de circulation et d'un débit-mètre, à une colonne de distillation 22 alimentant un réservoir d'eau distillée 23. A partir de ce réservoir 23, l'eau distillée est reliée par un conduit 24 à un bac 25 de préparation en continu d'une solution de soude aboutissant par le conduit 26 aux asperseurs 2 de la chambre de détente 1 par l'intermédiaire d'une pompe et d'un débit-mètre convenables, de l'eau pouvant être réinjectée à partir du réservoir 20 dans le conduit 26 des asperseurs 2. As regards the washing and treatment water, the first circuit mentioned above successively comprises the expansion chamber 1, connected by a conduit 17 to a decanter 18 and, from there, by a conduit 19, to a reservoir of balancing 20 and through a conduit 21, provided with a circulation pump and a flow meter, to a distillation column 22 supplying a reservoir of distilled water 23. From this reservoir 23, the distilled water is connected by a conduit 24 to a tank 25 for the continuous preparation of a sodium hydroxide solution terminating by the conduit 26 in the sprinklers 2 of the expansion chamber 1 by means of a suitable pump and flow meter, water which can be reinjected from the reservoir 20 into the conduit 26 of the sprinklers 2.
Un second circuit d'eaux de lavage et de traitement comprend, à partir de la sortie de liquide 27 de la tour de lavage 10 et par un conduit 28, un ballon de réserve 29 relié au décanteur 18 au moyen d'une part d'un conduit général 30 dans le corps dudit ballon et, d'autre part, d'un conduit 31 partant de la partie supérieure du ballon. Ce dernier conduit 31 est destiné à prélever la fraction la plus légère 32 du contenu du ballon et de la renvoyer vers ledit décanteur. De la même façon, ce dernier comprte à sa partie supérieure une sortie 33 de liquides huileux surnageant par flottation, reliée à un réceptacle 34 et à une sortie de rejet 35.Le second circuit se complète par une sortie 36 du corps du ballon de réserve 29 munie d'une entrée 37 d'injection de solution de soude provenant du bac 25 dans le conduit 38 d'alimentation des asperseurs 11, 12 de la tour 10 par l'intermédiaire d'un ensemble d'ajustage de pH et de débit 39, d'un groupe frigorifique 40 et de débit-mètres convenables 41. Comme mentionné plus haut, le traitement comprend en outre une injection de solution de sulfate ferreux et, à cet effet, l'installation comporte un bac 42 de préparation en continu d'une solution convenable alimenté en eau distillée depuis le réservoir 23 par un conduit 43. Une entrée 44 de solution est disposée sur le conduit 28 reliant la sortie 27 au ballon de réserve 29, tandis qu'une seconde entrée 45 est disposée directement en amont du décanteur 18 sur le conduit 17 de sortie de liquide de la chambre de détente 1.L'entrée 45 est alimentée par un conduit 46 relié au bac 42 et sur lequel débouche en outre une sortie d'hydrocarbures 47 du premier dévésiculeur 9. A second circuit of washing and treatment water comprises, from the liquid outlet 27 of the washing tower 10 and through a conduit 28, a reserve tank 29 connected to the decanter 18 by means of a share of a general conduit 30 in the body of said balloon and, on the other hand, a conduit 31 extending from the upper part of the balloon. This latter conduit 31 is intended to take the lightest fraction 32 of the contents of the flask and return it to said settling tank. In the same way, the latter includes at its upper part an outlet 33 for oily liquids supernatant by flotation, connected to a receptacle 34 and to a discharge outlet 35. The second circuit is completed by an outlet 36 from the body of the reserve balloon. 29 provided with an inlet 37 for injecting sodium hydroxide solution from the tank 25 into the pipe 38 for supplying the sprinklers 11, 12 of the tower 10 by means of a pH and flow adjustment assembly 39, a refrigeration unit 40 and suitable flow meters 41. As mentioned above, the treatment also includes an injection of ferrous sulphate solution and, for this purpose, the installation comprises a tank 42 for continuous preparation of a suitable solution supplied with distilled water from the reservoir 23 by a conduit 43. An inlet 44 for solution is disposed on the conduit 28 connecting the outlet 27 to the reserve tank 29, while a second inlet 45 is disposed directly in upstream from the settling tank 18 to the pipe 17 for the outlet of the liquid from the expansion chamber 1. The inlet 45 is supplied by a pipe 46 connected to the tank 42 and onto which also leads a hydrocarbon outlet 47 from the first demister 9.
Entre le décanteur 18 et le ballon de réserve 29, le réservoir d'équilibrage 20 est lui-même relié à un réservoir de reprise 48 alimenté par un conduit 49 en eaux soutirées du décanteur 18. Les eaux polluées provenant du dévésiculeur primaire 9, du haut 32 du ballon de réserve 29 et de la chambre de détente 1 sont rassemblées dans le décanteur 18, les boues constituées notamment de fines calcaires ainsi que de soufre se rassemblant à la partie inférieure du réservoir 20 et étant finalement soumises à la distillation, un conduit de rejet 50 étant cependant disposé avant l'entrée de la colonne de distillation 22.Between the settling tank 18 and the reserve tank 29, the balancing tank 20 is itself connected to a recovery tank 48 supplied by a pipe 49 with water drawn from the settling tank 18. The polluted water coming from the primary demister 9, top 32 of the reserve tank 29 and of the expansion chamber 1 are collected in the decanter 18, the sludge consisting in particular of fine limestones as well as of sulfur gathering at the bottom of the tank 20 and being finally subjected to distillation, a rejection conduit 50 being however disposed before the entry of the distillation column 22.
Comme mentionné plus haut, l'eau nécessaire au cycle de traitement selon l'invention est fournie par la vapeur d'eau contenue dans les effluents gazeux et provenant des matières minérales présentes dans les pétrins. Après condensation dans la chambre de détente 1 et dans la tour de lavage 10 l'eau recyclée suffit à l'alimentaton de l'installation et peut être équilibrée à partir du réservoir d'eau distillée 23 vers le ballon 29 par le conduit 51. L'eau distillée peut dans certains cas se trouver en excès et peut être distribuée sur une sortie 52 dudit réservoir. Du fait que, par ailleurs, le résidu de distillation fournit du sulfate de sodium SO4Na2 anhydre, l'installation, non seulement se suffit à elle-même mais ne rejette pratiquement aucun déchet polluant et peut même fournir des sous-produits valorisés. As mentioned above, the water necessary for the treatment cycle according to the invention is supplied by the steam contained in the gaseous effluents and coming from the mineral materials present in the kneaders. After condensation in the expansion chamber 1 and in the washing tower 10 the recycled water is sufficient for the supply of the installation and can be balanced from the distilled water reservoir 23 to the flask 29 by the conduit 51. The distilled water can in some cases be in excess and can be distributed on an outlet 52 of said tank. Since, moreover, the distillation residue provides anhydrous sodium sulphate SO4Na2, the installation is not only self-sufficient but rejects practically no polluting waste and can even provide valuable by-products.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. It is understood that the present invention has been described and shown for explanatory purposes but in no way limitative and that any useful modification may be made to it, in particular in the field of technical equivalences, without going beyond its ambit.
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Effective date: 20080630 |