FR2725635A1 - Semi-dry treatment of combustion gas to remove acids - Google Patents

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Abstract

The water combustion gas is treated to remove acid components by co-current contact with an alkaline aq. liq. in a Venturi mixer from which the gas flows down a column, in which the acids and alkali react and the water evaporates to leave a dry solid residue. Some of the residue is deposited on the walls of column, and the rest is removed from the gas with a filter. Clogging is prevented by vibrators which shake the residue from the walls of column into a collector. The filter also has a cleaning system and solid collector.

Description

"Procédé et dispositif de traitement de gaz acides par
voie semi-sèche"
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention conceme un procédé et un dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche."Method and device for treating acid gases by
semi-dry route "
DESCRIPTION
Technical area
The present invention relates to a process and a device for treating acid gases by a semi-dry route.

Ce procédé est relatif au traitement de gaz acides pouvant entre autres contenir du dioxyde de soufre, de l'acide chlorhydrique ou de l'acide fluorhydrique. This process relates to the treatment of acid gases which may, among other things, contain sulfur dioxide, hydrochloric acid or hydrofluoric acid.

Etat de la technique antérieure
Les effluents gazeux résultant de la combustion de combustibles fossiles (charbon, fuel) et de déchets (ordures ménagères, plastiques etc...) constituent de par les composés qu'ils contiennent (SO2, HCI,
NO2, ...) une source importante de pollution atmosphérique. Ils provoquent des nuisances notables se traduisant par la dégradation de la couche d'ozone, la production de pluies acides, la contamination des sols, des nappes phréatiques, etc....State of the art
The gaseous effluents resulting from the combustion of fossil fuels (coal, fuel) and waste (household waste, plastics, etc.) constitute by the compounds that they contain (SO2, HCI,
NO2, ...) an important source of air pollution. They cause significant nuisance resulting in the degradation of the ozone layer, the production of acid rain, contamination of soil, groundwater, etc.

Compte tenu de l'importance et du caractère nocif de produits tels que le dioxyde de soufre, I'acide chlorhydrique ou l'acide fluorhydrique, de nombreux chercheurs ont tenté de mettre au point des procédés de traitement de ces polluants. De tels traitements peuvent être effectués selon trois modes: humide, sec et semi-sec. Given the importance and the harmful nature of products such as sulfur dioxide, hydrochloric acid or hydrofluoric acid, many researchers have attempted to develop methods for treating these pollutants. Such treatments can be carried out in three modes: wet, dry and semi-dry.

Le traitement par voie humide est une technique relativement performante (90 %) mais il reste coûteux et entraîne l'apparition de sels alcalins restant en suspension ou en solution, constituant un rejet liquide difficile à éliminer et cher à traiter. Wet treatment is a relatively effective technique (90%) but it remains expensive and leads to the appearance of alkaline salts remaining in suspension or in solution, constituting a liquid discharge difficult to remove and expensive to treat.

Le traitement par voie sèche, moins efficace que par voie humide nécessite des appareils à temps de contact plus élevés fonctionnant à des températures supérieures à 300"C. II conduit toutefois à éliminer les inconvénients liés au traitement en milieu humide (gaz saturés, risques de corrosion, épuration des eaux) et produit des rejets solides que l'on peut facilement stocker. Mais globalement l'absorption est moins efficace que dans le traitement par voie humide. A l'heure actuelle, ce type de procédé n'a pas de développement équivalent à celui des procédés par voie humide. Treatment by the dry method, which is less effective than the wet method, requires devices with higher contact times operating at temperatures above 300 "C. It nevertheless leads to eliminating the drawbacks associated with treatment in a humid environment (saturated gases, risks of corrosion, water purification) and produces solid waste that can be easily stored. But overall absorption is less efficient than in wet treatment. At present, this type of process has no development equivalent to that of wet processes.

Quant au traitement par voie semi-sèche, plus économique en investissement que la voie humide, il consomme moins d'énergie, évite les risques de corrosion et reste aussi efficace que les procédés humides. Cette voie intermédiaire entre les procédés humides et secs permet l'obtention de taux d'absorption supérieurs à 90 % tout en conduisant à un résidu sec. As for the semi-dry treatment, more economical in investment than the wet way, it consumes less energy, avoids the risks of corrosion and remains as effective as the wet processes. This intermediate route between wet and dry processes allows absorption rates greater than 90% to be obtained while leading to a dry residue.

Toutefois ces procédés semi-secs ne permettent pas d'obtenir totalement satisfaction compte tenu du coût important des réactifs (exemple du procédé à la chaux) et du risque fréquent de colmatage. However, these semi-dry processes do not allow total satisfaction to be obtained, given the high cost of the reagents (example of the lime process) and the frequent risk of clogging.

Pour pallier de tels inconvénients, la présente invention a pour objet de réaliser un procédé et un dispositif de traitement plus fiables et plus économiques. To overcome such drawbacks, the object of the present invention is to provide a more reliable and economical treatment method and device.

ExPosé de Invention
L'invention propose un procédé de traitement de gaz acides, par voie semi-sèche, caractérisé en ce que on fait passer le mélange gazeux à traiter dans un contacteur gazniquide, par une atomisation d'une solution alcaline basique qui réagit avec les polluants pour donner un résidu sec non toxique, et on fait ensuite passer le mélange gazeux dans une colonne et un filtre afin d'achever la réaction et de l'épurer des résidus solides ainsi formés par un système de nettoyage automatique de l'installation permettant de s'affranchir des problèmes de colmatage et par la production d'un résidu parfaitement sec, non toxique et qui peut être facilement stocké.Invention of Invention
The invention provides a process for treating acid gases, by semi-dry route, characterized in that the gaseous mixture to be treated is passed through a gas-liquid contactor, by atomization of a basic alkaline solution which reacts with the pollutants for give a dry, non-toxic residue, and the gas mixture is then passed through a column and a filter in order to complete the reaction and to purify the solid residues thus formed by an automatic cleaning system of the installation making it possible to s to avoid clogging problems and by producing a perfectly dry, non-toxic residue which can be easily stored.

Le procédé de l'invention est caractérisé par les points suivants. The process of the invention is characterized by the following points.

L'absorption des polluants a lieu dans un contacteur gaz/liquide où la phase gazeuse à traiter est mise en contact avec la solution ou la suspension basique réactionnelle en amont du col d'un contacteur de type venturi qui assure la dispersion et le contact gaz/liquide/solide.  The absorption of pollutants takes place in a gas / liquid contactor where the gaseous phase to be treated is brought into contact with the basic reaction solution or suspension upstream of the neck of a venturi type contactor which ensures dispersion and gas contact / liquid / solid.

Les mélanges gazeux à traiter sont acides, contiennent essentiellement du dioxyde de soufre, de l'acide chlorhydrique ou de l'acide fluorhydrique et ont une température supérieure à leurs points de rosée. The gas mixtures to be treated are acidic, essentially contain sulfur dioxide, hydrochloric acid or hydrofluoric acid and have a temperature above their dew points.

La solution liquide est une solution basique alcaline, de préférence de la soude ou de la potasse, à faible quantité d'eau. The liquid solution is a basic alkaline solution, preferably soda or potash, with a small amount of water.

La solution liquide est injectée dans le contacteur de type venturi au moyen d'une pompe et d'une buse. Le débit et la concentration de solution liquide injectés sont fonction de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation et sont calculés pour d'une part neutraliser les polluants et d'autre part permettre une évaporation totale du liquide et conduire à un résidu sec. II découle de façon tout à fait claire que l'injection de liquide peut être asservie à la mesure d'une concentration en polluants. The liquid solution is injected into the venturi type contactor by means of a pump and a nozzle. The flow rate and the concentration of liquid solution injected depend on the concentration of pollutants entering or leaving the installation and are calculated to neutralize the pollutants on the one hand and allow total evaporation of the liquid on the other hand and lead to a dry residue. It follows quite clearly that the injection of liquid can be controlled by measuring a concentration of pollutants.

Afin de pallier à la formation accidentelle de dépôts de sels dans le contacteur qui entraînerait un bouchage partiel, un système automatique d'injection d'eau asservi à la montée de perte de charge dans le contacteur est prévu. L'injection d'eau se fait au-dessus de la buse de manière à nettoyer l'ensemble contacteur venturjibuse. Le débit d'eau est calculé pour permettre d'une part le nettoyage du contacteur (retour à la perte de charge initiale) et d'autre part l'évaporation totale de cette eau afin d'obtenir un résidu parfaitement sec. In order to compensate for the accidental formation of salt deposits in the contactor which would cause partial blockage, an automatic water injection system controlled by the rise in pressure drop in the contactor is provided. Water is injected above the nozzle so as to clean the venturjibuse contactor assembly. The water flow is calculated to allow on the one hand the cleaning of the contactor (return to the initial pressure drop) and on the other hand the total evaporation of this water in order to obtain a perfectly dry residue.

Une colonne est placée en aval du contacteur venturi pour accroître le temps de contact gaziliquide et donc augmenter le rendement d'épuration, et permette le dépôt des sels formés précédemment. A column is placed downstream of the venturi contactor to increase the gas-liquid contact time and therefore increase the purification yield, and allows the deposition of the salts formed previously.

Pour permettre le fonctionnement continu de l'installation, un frappage de la colonne est assuré au moyen de vibreurs. Le résidu solide ainsi détaché est collecté dans un fût. To allow the continuous operation of the installation, a striking of the column is ensured by means of vibrators. The solid residue thus detached is collected in a barrel.

Le filtre permet d'arrêter les particules les plus fines entraînées par le flux gazeux et qui ne se sont pas déposées dans la colonne. Ce filtre peut être du type filtre à manches ou filtre à très haute efficacité. Ce filtre doit également être équipé d'un système de décolmatage par exemple à l'air comprimé, pour un fonctionnement continu. Les gaz ainsi traités sont envoyés dans une cheminée. The filter stops the finest particles entrained by the gas flow and which have not settled in the column. This filter can be of the bag filter or very high efficiency filter type. This filter must also be equipped with an unclogging system, for example with compressed air, for continuous operation. The gases thus treated are sent to a chimney.

L'invention conceme également un dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce qu'il comprend:
-un contacteur d'injection d'une solution liquide, dans lequel est introduit le mélange gazeux;
- une colonne sous laquelle est disposé un fût pour recueillir les dépôts de sel se détachant des parois;
- un filtre, sous lequel est disposé un fût pour recueillir le résidu solide provenant du décolmatage du filtre, suivi d'une cheminée pour rejeter le mélange gazeux épuré dans l'atmosphère.The invention also relates to a device for treating acid gases by a semi-dry route, characterized in that it comprises:
a contactor for injecting a liquid solution, into which the gas mixture is introduced;
- a column under which is placed a barrel to collect the salt deposits detaching from the walls;
- a filter, under which is placed a barrel to collect the solid residue coming from the unclogging of the filter, followed by a chimney to reject the purified gas mixture into the atmosphere.

Avantageusement le contacteur est du type venturi. Des vibreurs sont disposés sur les parois extemes de la colonne. Un bac de stockage est relié au contacteur par l'intermédiaire d'une pompe de manière à acheminer un réactif concentré
Brève description des dessins
La figure unique représente un schéma d'une installation permettant la mise en oeuvre de ce procédé.Advantageously, the contactor is of the venturi type. Vibrators are placed on the outer walls of the column. A storage tank is connected to the contactor via a pump so as to convey a concentrated reagent
Brief description of the drawings
The single figure represents a diagram of an installation allowing the implementation of this process.

ExDosé détaillé de modes de réalisation
Comme représenté sur la figure, le mélange gazeux à traiter est introduit selon la flèche a dans un contacteur i dans lequel des polluants, tels que du dioxyde de souffre SO2, de l'acide chlorhydrique HCI ou de l'acide fluorhydrique HF, sont absorbés par une solution liquide injectée dans le contacteur 1 selon la flèche b.ExDose of detailed embodiments
As shown in the figure, the gas mixture to be treated is introduced according to arrow a into a contactor i in which pollutants, such as sulfur dioxide SO2, hydrochloric acid HCI or hydrofluoric acid HF, are absorbed by a liquid solution injected into the contactor 1 according to arrow b.

Ce contacteur 1 peut être du type Venturi. This contactor 1 can be of the Venturi type.

L'injection du liquide se fait au moyen d'une buse 2 ou autre (air comprimé par exemple). The liquid is injected by means of a nozzle 2 or other (compressed air for example).

Comme représenté sur la figure, la solution liquide injectée est un mélange d'eau (flèche c) et de réactif basique concentré (flèche d). Ce système permet de moduler la concentration en réactif en fonction de la concentration de polluants en entrée ou en sortie. Le réactif concentré est acheminé (flèche d) depuis un bac de stockage 8 par l'intermédiaire d'une pompe 7.  As shown in the figure, the liquid solution injected is a mixture of water (arrow c) and concentrated basic reagent (arrow d). This system makes it possible to modulate the concentration of reagent as a function of the concentration of pollutants on entry or exit. The concentrated reagent is conveyed (arrow d) from a storage tank 8 via a pump 7.

Selon la flèche g, un système automatique d'injection d'eau asservi à la montée de perte de charge dans le contacteur permet de nettoyer celui-å ainsi que la buse 2. According to arrow g, an automatic water injection system controlled by the rise in pressure drop in the contactor makes it possible to clean the latter as well as the nozzle 2.

Le mélange gazeux chargé de particules solides quitte le contacteur 1 pour entrer immédiatement dans une colonne 3. Les plus grosses particules se déposent sur les paroirs, les autres sont entraînées et entrent dans le filtre 4 selon la flèche e. The gaseous mixture loaded with solid particles leaves the contactor 1 to immediately enter a column 3. The largest particles are deposited on the shelves, the others are entrained and enter the filter 4 according to arrow e.

Le mélange gazeux épuré sort du filtre 4 selon la flèche f et entre dans une cheminée pour être ensuite rejeté dans l'atmosphère. The purified gas mixture leaves filter 4 according to arrow f and enters a chimney to be then released into the atmosphere.

Des vibreurs 9 positionnés sur la colonne 3 permettent de détacher les dépôts de sels des parois. Le résidu solide est recueilli dans un fût 5. Vibrators 9 positioned on the column 3 make it possible to detach the salt deposits from the walls. The solid residue is collected in a barrel 5.

Un fût 6 sert à récolter le résidu solide provenant du décolmatage du filtre 4.  A barrel 6 is used to collect the solid residue from the cleaning of the filter 4.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce que: 1. Process for the treatment of acid gases by semi-dry route, characterized in that: -on fait passer le mélange gazeux à traiter dans un contacteur gaziliquide (1) dans lequel est pulvérisée à co-courant une solution alcaline basique qui réagit avec les polluants pour donner un résidu solide sec non toxique; the gas mixture to be treated is passed through a gas-liquid contactor (1) in which a basic alkaline solution is sprayed cocurrently which reacts with the pollutants to give a dry, non-toxic solid residue; - on fait ensuite passer le gaz dans une colonne (3) et un filtre (4) afin d'achever la réaction et de l'épurer des résidus solides ainsi formés, par un système de nettoyage automatique de l'installation. - The gas is then passed through a column (3) and a filter (4) in order to complete the reaction and purify the solid residues thus formed, by an automatic system for cleaning the installation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur gaz/liquide (1) est du type Venturi. 2. Method according to claim 1, characterized in that the gas / liquid contactor (1) is of the Venturi type. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline basique est préférentiellement de la soude ou de la potasse. 3. Method according to claim 1, characterized in that the basic alkaline solution is preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline basique est une solution liquide injectée dans le contacteur (1) au moyen d'une buse. 4. Method according to claim 1, characterized in that the basic alkaline solution is a liquid solution injected into the contactor (1) by means of a nozzle. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le débit ainsi que la concentration de la solution liquide injectés sont fonction de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation et sont calculés pour d'une part neutraliser les polluants et d'autre part permettre une évaporation totale du liquide et conduire à un résidu sec. 5. Method according to claim 3, characterized in that the flow rate as well as the concentration of the liquid solution injected are a function of the concentration of pollutants entering or leaving the installation and are calculated on the one hand to neutralize the pollutants and on the other hand allow total evaporation of the liquid and lead to a dry residue. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en solution alcaline basique est obtenue en diluant une solution concentrée dans de l'eau. 6. Method according to claim 1, characterized in that the concentration in basic alkaline solution is obtained by diluting a concentrated solution in water. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'injection de la solution de liquide est asservie à la mesure de la concentration en polluants en entrée ou en sortie de l'installation. 7. Method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the injection of the liquid solution is controlled by the measurement of the concentration of pollutants entering or leaving the installation. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une injection d'eau dans le contacteur (1) est réalisée, asservie à la montée de perte de charge du contacteur de manière à remédier à la formation accidentelle de dépôts de sels dans le contacteur (1). 8. Method according to claim 6, characterized in that an injection of water into the contactor (1) is carried out, subject to the rise in pressure drop of the contactor so as to remedy the accidental formation of salt deposits in the contactor (1). 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on réalise une opération de décolmatage de la colonne.  9. Method according to claim 1, characterized in that an unclogging operation of the column is carried out. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que cette opération de décolmatage est périodique ou asservie à la montée de perte de charge dans la colonne. 10. Method according to claim 9, characterized in that this unclogging operation is periodic or subject to the rise in pressure drop in the column. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (4) est du type filtre à manches ou filtre à très haute efficacité. 11. Method according to claim 1, characterized in that the filter (4) is of the bag filter or very high efficiency filter type. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise une opération de décolmatage du filtre soit périodique, soit asservi à la montée de perte de charge dans le filtre. 12. Method according to claim 1, characterized in that an unclogging operation of the filter is carried out either periodically, or subject to the rise in pressure drop in the filter. 13. Dispositif de traitement de gaz acides par voie semi-sèche, caractérisé en ce qu'il comprend: 13. Device for treating acid gases by semi-dry route, characterized in that it comprises: - un contacteur (1) d'injection d'une solution liquide, dans lequel est introduit le mélange gazeux; - a contactor (1) for injecting a liquid solution, into which the gas mixture is introduced; - une colonne (3) sous laquelle est disposé un fût (5) pour recueillir les dépôts de sels se détachant des parois; - A column (3) under which is disposed a barrel (5) for collecting the deposits of salts detaching from the walls; - un filtre (4), sous lequel est disposé un fût (6) pour recueillir le résidu solide provenant du décolmatage du filtre, suivi d'une cheminée pour rejeter le mélange gazeux épuré dans l'atmosphère. - A filter (4), under which is placed a barrel (6) to collect the solid residue from the unclogging of the filter, followed by a chimney to discharge the purified gas mixture into the atmosphere. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le contacteur est du type Venturi. 14. Device according to claim 13, characterized in that the contactor is of the Venturi type. 15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que des vibreurs (9) sont disposés sur les parois extemes de la colonne (3). 15. Device according to claim 13, characterized in that vibrators (9) are arranged on the outer walls of the column (3). 16. Dispositif selon la revendication 13, un bac de stockage est relié au contacteur (1) par l'intermédiaire d'un pompe (7) de manière à acheminer un réactif concentré.  16. Device according to claim 13, a storage tank is connected to the contactor (1) by means of a pump (7) so as to convey a concentrated reagent.
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