FR2735383A1 - Procede et installation de neutralisation et de filtration de fumees acides par voie seche en deux etages - Google Patents
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Abstract
Deux filtres à manches (2, 5) sont en série sur une conduite (6) de fumées acides et empoussiérées à traiter avec, entre eux, une admission (16) d'air ambiant propre, un refroidisseur (13) et une injection d'une quantité d'agent réactif basique, pour assurer la neutralisation chimique, et alimentée par des moyens (9, 8, 7) d'alimentation en réactif basique neuf et en réactif recirculé (14) à partir de celui récupéré par filtration et collecté dans le second filtre à manches (5), et dont une autre partie est réinjectée à l'entrée du premier filtre à manches (2) par des moyens de recyclage (3). Application notamment au traitement des fumées acides des usines d'incinération d'ordures ménagères.
Description
"PROCEDE ET INSTALLATION DE NEUTRALISATION ET DE FILTRATION
DE FUMEES ACIDES PAR VOIE SECHE EN DEUX ETAGES"
L'invention concerne des perfectionnements apportés au procédé et à l'installation de neutralisation et de filtration de fumées acides qui font l'objet de la demande de brevet français FR 93 15827 de la Demanderesse.
DE FUMEES ACIDES PAR VOIE SECHE EN DEUX ETAGES"
L'invention concerne des perfectionnements apportés au procédé et à l'installation de neutralisation et de filtration de fumées acides qui font l'objet de la demande de brevet français FR 93 15827 de la Demanderesse.
Cette demande de brevet décrit un procédé et une installation de traitement par voie sèche et en deux étages qui trouvent avantageusement application à la neutralisation et à la filtration des fumées acides résultant, en particulier dans les usines d'incinération des ordures ménagères, de la combustion et de la post combustion de déchets contenant des produits, tels que des matières plastiques, en particulier des chlorures de polyvinyle, appelées PVC, qui sont à l'origine de la présence d'acide chlorhydrique, et donc de rejets gazeux de cet acide dans les fumées de combustion.
Pour limiter les rejets dans l'atmosphère des gaz acides présents dans de telles fumées de combustion, et afin de protéger l'environnement, des normes, notamment européennes, ont été édictées, et définissent des seuils en poids d'acide à ne pas dépasser par m3 normalisé de gaz à évacuer.
A titre d'exemple, la quantité d'acide chlorhydrique tolérée dans les rejets gazeux vers l'atmosphère est limitée à 5 mg/m3 de gaz rejeté, à la pression atmosphérique.
Afin de satisfaire à ces exigences, alors que dans les fumées en sortie de combustion et de post combustion, les gaz acides sont présents en quantité de l'ordre de 1,5 g/m3, il a été proposé dans la demande de brevet précitée un procédé de neutralisation et de filtration de fumées acides, comprenant les étapes consistant à
- introduire dans un premier filtre à manches un courant gazeux des fumées acides mises en contact avec un agent réactif basique également introduit dans le premier filtre à manches,
- évacuer du premier filtre à manches les éléments filtrés et essentiellement neutralisés dans ce dernier, ces éléments étant totalement évacués sans être recyclés,
- introduire dans un second filtre à manches, le flux gazeux des fumées acides partiellement neutralisées et partiellement dépoussiérées sortant du premier filtre à manches, après les avoir successivement fait passer dans un échangeur thermique pour les refroidir puis mises en contact avec une quantité supplémentaire d'agent réactif basique également introduite dans le second filtre à manches,
- évacuer, par exemple dans l'atmosphère, de préférence à l'aide d'un ventilateur de tirage, le flux gazeux des fumées essentiellement dépoussiérées et neutralisées sortant du second filtre à manches, et
- collecter l'agent réactif basique et les éléments filtrés dans le second filtre à manches et les recycler de sorte que l'agent réactif basique mis en contact avec les fumées acides avant l'entrée dans le premier filtre à manches est en totalité constitué par de l'agent réactif basique filtré et collecté dans le second filtre à manches.
- introduire dans un premier filtre à manches un courant gazeux des fumées acides mises en contact avec un agent réactif basique également introduit dans le premier filtre à manches,
- évacuer du premier filtre à manches les éléments filtrés et essentiellement neutralisés dans ce dernier, ces éléments étant totalement évacués sans être recyclés,
- introduire dans un second filtre à manches, le flux gazeux des fumées acides partiellement neutralisées et partiellement dépoussiérées sortant du premier filtre à manches, après les avoir successivement fait passer dans un échangeur thermique pour les refroidir puis mises en contact avec une quantité supplémentaire d'agent réactif basique également introduite dans le second filtre à manches,
- évacuer, par exemple dans l'atmosphère, de préférence à l'aide d'un ventilateur de tirage, le flux gazeux des fumées essentiellement dépoussiérées et neutralisées sortant du second filtre à manches, et
- collecter l'agent réactif basique et les éléments filtrés dans le second filtre à manches et les recycler de sorte que l'agent réactif basique mis en contact avec les fumées acides avant l'entrée dans le premier filtre à manches est en totalité constitué par de l'agent réactif basique filtré et collecté dans le second filtre à manches.
Ce procédé de traitement par voie sèche en deux étages, dans lequel l'agent réactif opère à contrecourant du flux des fumées, c'est-à-dire est introduit à l'état neuf à l'entrée du second filtre, dans lequel il est collecté, puis réinjecté très peu usé à l'entrée du premier filtre, permet d'obtenir que les fumées sont d'abord partiellement, mais largement, dépolluées dans le premier filtre à manches, grâce à l'injection de l'agent réactif recyclé dans les fumées à traiter avant leur entrée dans le premier filtre, puis dépolluées plus finement dans le second filtre à manches, grâce à l'injection de la quantité supplémentaire d'agent réactif dans le flux gazeux entrant dans le second filtre à manches.
Bien que ce procédé procure des performances de dépollution très supérieures à celles des procédés de traitement "à sec" antérieurement connus, il est apparu souhaitable d'améliorer encore les performances d'épuration, non seulement pour ce qui concerne les polluants acides, mais également et surtout les métaux lourds, particulaires et gazeux, ainsi que les dioxines et furannes.
Le problème à la base de l'invention est donc d'améliorer les performances d'épuration du procédé et de l'installation de traitement par voie sèche en deux étages présentés ci-dessus, de sorte à mieux convenir aux divers desiderata de la pratique, et en particulier à respecter avec une grande marge de sécurité les nouvelles normes européennes concernant les poussières, polluants acides, métaux lourds, dioxines et furannes, qui se trouvent dans les rejets des unités d'incinération des ordures ménagères.
Un autre but de l'invention est d'améliorer le procédé de traitement par voie sèche à deux étages présenté ci-dessus de manière à réduire la oonsommation d'agent réactif basique, et de réduire en conséquence la quantité de cendres collectées par le premier filtre à manches, évacuées de ce dernier et à traiter.
Un autre but encore de l'invention est d'obtenir que la qualité du traitement assuré reste bonne même lorsque la concentration des polluants acides dans les fumées à traiter varie fortement, par exemple dans un rapport de 1 à 3.
A cet effet, l'invention propose un procédé de traitement des fumées acides du type présenté ci-dessus, et qui se caractérise en ce qu'il consiste de plus à introduire de l'air ambiant propre dans les fumées acides avant l'entrée dans le second filtre, de sorte à les refroidir et à diminuer leur concentration en produits nocifs ainsi que leur point de rosée. Cet abaissement du point de rosée permet d'abaisser la température de traitement des fumées dans le second filtre, ce qui améliore la captation des métaux lourds sans risque de produire une condensation des fumées dans l'installation.
Avantageusement, l'air ambiant propre est introduit dans le flux gazeux des fumées sortant du premier filtre, et avant le passage de ce flux gazeux dans l'échangeur thermique, qui peut être un refroidisseur à circulation d'air, mais, de préférence, est un refroidisseur à circulation d'eau, plus compact. En variante, ou additionnellement, de l'air ambiant propre peut être introduit dans les fumées acides avant leur entrée dans le premier filtre.
Avantageusement, afin d'augmenter la concentration d'agent réactif dans les fumées, la quantité supplémentaire d'agent réactif introduite dans ces dernières avant l'entrée du second filtre est constituée, pour une fraction, d'agent réactif neuf, et pour la fraction complémentaire, d'agent réactif recirculé à partir de celui collecté dans le second filtre, et complémentaire de la quantité d'agent réactif recyclé à l'entrée du premier filtre.
Afin d'économiser l'agent réactif neuf utilisé, il est avantageux que, dans la quantité supplémentaire d'agent réactif, la fraction de réactif recirculé soit majoritaire, et alimentée avec un débit très supérieur, de préférence de 5 à 20 fois supérieur, au débit de la fraction minoritaire et complémentaire d'agent réactif neuf.
En outre, alors que dans les procédés de traitement à sec antérieurement connus, l'agent réactif neuf est utilisé dans un rapport stoechiométrique, c'est-à-dire le rapport de la quantité de réactif consommée à la quantité de réactif théorique nécessaire à la neutralisation des polluants acides, qui est au moins égal à 2, dans le procédé de l'invention, l'agent réactif neuf est alimenté avantageusement en quantité telle que le rapport de cette quantité à la quantité théorique nécessaire à la neutralisation des fumées acides est inférieur à 2, et de préférence compris entre 1,05 et 1,6, de sorte que les excellentes performances d'épuration sont obtenues pour un faible excès d'agent réactif par rapport à la quantité nécessaire à la neutralisation des polluants acides.
Par contre, la quantité totale d'agent réactif basique utilisée est au moins cinquante fois supérieure à celle normalement injectée dans un filtre à manches pour neutraliser des fumées acides, et qui est elle-même supérieure à la quantité nécessaire à la seule neutralisation chimique des fumées acides, de sorte à conserver, par un effet d'inertie, une bonne qualité de filtration quelle que soit la variation de la concentration acide des fumées à traiter.
Simultanément, on assure ainsi un excellent rendement mécanique des filtres ainsi qu'une neutralisation pratiquement complète des polluants acides, et la récupération d'un matériau, retenu par filtration dans le second filtre, d'une excellente qualité pour être, d'une part, recyclé par réinjection à l'entrée du premier filtre à manches, et, d'autre part, recirculé par réinjection à l'entrée du second filtre à manches.
Avantageusement, l'agent réactif recyclé est mélangé avec les fumées acides avant leur entrée dans le premier filtre de préférence dans un premier réacteur, alimenté en réactif recyclé par un premier doseur, et avec un débit voisin de celui de l'agent réactif neuf, qui est mélangé au flux gazeux sortant de l'échangeur thermique sensiblement en même temps que l'agent réactif recirculé et avant leur entrée dans le second filtre, de préférence dans un même second réacteur alimenté en réactif neuf et recirculé respectivement par un second et un troisième doseurs.
Afin de donner au procédé toute capacité de traiter des fumées d'incinération à une température égale à celles généralement obtenues en sortie d'une chaudière de récupération d'une unité d'incinération d'ordures ménagères, c'està-dire une température de l'ordre de 200 à 250"C, le procédé peut consister de plus à faire passer les fumées acides dans un second échangeur thermique, de préférence un refroidisseur à circulation d'eau, pour les refroidir avant leur entrée dans le premier filtre, et de préférence avant leur mise en contact avec l'agent réactif recyclé.
En outre, pour améliorer les performances d'épura tion en dioxines et furannes gazeux notamment, ainsi que la captation des métaux lourds particulaires ou gazeux, le procédé consiste à utiliser, comme agent réactif basique, de la chaux enrichie d'au moins un adsorbant tel que du coke de lignite ou du charbon actif, plutôt qu'une chaux éteinte chimique.
L'installation selon l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé présenté ci-dessus, est du type connu par la demande de brevet précitée et comprend un premier et un second filtres à manches montés en série sur une conduite de fumées acides à traiter, et entre lesquels sont disposés, de la sortie du premier filtre à l'entrée du second filtre, un échangeur thermique refroidissant le flux gazeux sortant du premier filtre, et des moyens d'introduction dans ledit flux gazeux d'une quantité d'agent réactif basique neuf provenant de moyens d'alimentation, et des moyens réinjectant, dans les fumées acides à l'entrée du premier filtre, de l'agent - réactif basique recyclé, collecté par filtration dans le second filtre, et elle se caractérise en ce qu'elle comprend de plus des moyens d'admission d'air ambiant propre dans ladite conduite des fumées acides, en amont de l'entrée dans le second filtre, et de préférence entre la sortie du premier filtre et l'échangeur thermique, de préférence un refroidisseur à circulation d'eau, l'installation comprenant également des moyens de recirculation d'agent réactif basique, collecté par filtration dans le second filtre, dans le flux gazeux sortant dudit échangeur thermique et avant son entrée dans le second filtre.
Bien que l'on ait mentionné précédemment l'utilisation d'un réactif basique tel que de la chaux éteinte ou une chaux enrichie d'un adsorbant, pour neutraliser des fumées acides contenant du gaz chlorhydrique et provenant de la combustion de déchets dans des usines d'incinération d'ordures ménagères, le procédé et l'installation de l'invention sont également utilisables pour la neutralisation et la filtration de gaz acides provenant d'une origine différente, par exemple dans des verreries, le réactif basique n'étant pas limité aux oxydes de calcium, mais pouvant être de la poudre de verre (des silicates), pour traiter des fumées de verrerie contenant de l'acide sulfurique, ou encore des carbonates, du bicarbonate de sodium, etc ....
On comprend que le choix du réactif basique est adapté à la nature de l'acide contenu dans le gaz empoussiéré à traiter, de sorte que le sel résultant de la neutralisation soit facile à récupérer par filtration dans des filtres à manches, de structure bien connue, à manches verticales ou horizontales, et équipés d'une installation de décolmatage.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en référence au dessin schématique annexé.
Ce dessin schématique représente une installation destinée à la mise en oeuvre du procédé de neutralisation et de filtration de l'invention.
L'installation représentée sur la figure unique comprend une conduite 1 d'amenée d'un gaz empoussiéré et acide, par exemple des fumées chargées notamment d'acide chlorhydrique sortant de l'étage de post combustion d'une chaudière d'incinération d'ordures ménagères. La conduite 1, dans laquelle circule le gaz empoussiéré chargé d'environ 1,5 g/m3 d'acide, débouche dans l'entrée d'un premier filtre à manches repéré dans son ensemble par la référence 2.
Ce filtre à manches 2 peut être de tout type connu, comportant une pluralité de manches de filtration tubulaires, disposées côte-à-côte dans un caisson de filtre, de sorte que chaque manche de filtration, rectiligne ou en forme de U, débouche au moins par une extrémité dans une ouverture d'une plaque à trous et soit retenue par une partie opposée à celle adjacente à la plaque à trous, sur des moyens de support et de positionnement adjacents à un fond du caisson, du côté opposé à la plaque à trous.Le gaz empoussiéré à traiter pénètre à l'intérieur du caisson de filtre, autour des manches de filtration, et des poussières transportées par le gaz sont déposées sur la paroi tubulaire des manches de filtration, lorsque le gaz pénètre dans ces dernières, dans lesquelles il circule ensuite jusqu'à déboucher par une ouverture dans la plaque à trous, pour être collecté vers la sortie du filtre. Ces filtres à manches, de structure bien connue, sont en général équipés d'une installation de décolmatage des manches, qui permet de souffler cycliquement dans ces dernières, à contrecourant du gaz à traiter, un gaz de décolmatage pulsé ou sous pression, de sorte que les poussières déposées sur les manches soient libérées de ces dernières et se déposent dans une trémie aménagée au fond du filtre, d'où elles sont évacuées par un dispositif d'évacuation, par exemple à vis sans fin.
Les manches du filtre 2 peuvent être verticales, mais, de préférence, le filtre à manches 2 est un filtre à manches en acrylique horizontales en U, à décolmatage par air comprimé, du type décrit dans l'une ou l'autre des demandes de brevet de la demanderesse n" FR 93 10569,
FR 93 10570, FR 93 10571, FR 93 10668 et FR 93 10990.
FR 93 10570, FR 93 10571, FR 93 10668 et FR 93 10990.
En amont de l'entrée du filtre 2, un matériau pulvérulent, presque exclusivement constitué d'un agent réactif basique, dans cet exemple de la chaux éteinte chimique ou, de préférence, une chaux éteinte contenant de l'ordre de 5 â ou plus d'un adsorbant tel que du coke de lignite ou du charbon actif, et dont la provenance est précisée ci-dessous, est injecté dans les fumées acides circulant dans la conduite 1, avant leur entrée dans le filtre 2, à partir de l'extrémité aval d'une conduite de recyclage 3.
I1 est connu que, pour neutraliser un gaz acide dans un tel filtre, il est nécessaire d'y injecter une quantité de réactif basique qui est supérieure à la quantité strictement nécessaire à la seul neutralisation chimique de l'acide, par exemple l'acide chlorhydrique. L'installation décrite permet d'injecter dans ce filtre 2 une quantité de réactif basique très supérieure à cette quantité minimale.
Les sels résultant de la neutralisation des fumées acides, et filtrés dans le filtre à manches 2, ainsi que les poussières des fumées et particules du matériau injecté à partir de la conduite 3 dans le courant gazeux à l'entrée du filtre 2 et retenues par les manches de ce filtre, sont collectés dans la trémie à la base de ce filtre 2, et évacués, en partie dans un état chimiquement neutre, vers une décharge par la canalisation 4.
Les fumées acides partiellement, mais largement, dépoussiérées et neutralisées, chargées d'environ 25 mg d'acide par m3 de gaz à la sortie du filtre 2, sont conduites de cette dernière à l'entrée d'un second filtre à manches 5 par une conduite de liaison 6, après avoir subi, à la traversée du filtre à manches 2, une perte de charge de l'ordre de 1,2 kP.
Après la sortie du filtre 2, le flux gazeux circulant dans la conduite 6 traverse un échangeur thermique 13, prévu dans l'installation pour abaisser la température de ce flux gazeux. Cet échangeur 13 est par exemple un refroidisseur à tubes d'eau disposés dans la conduite 6 et alimentés en eau froide à partir d'un bac à eau avec pompe de circulation (non représenté).
Entre la sortie de l'échangeur 13 et l'entrée du second filtre 5, une quantité supplémentaire d'agent réactif basique est mélangée au gaz acide partiellement filtré et partiellement neutralisé circulant dans la conduite 6. Cette quantité supplémentaire est constituée, pour une fraction, d'agent réactif neuf injecté à partir de l'extrémité aval d'une canalisation d'injection 7 d'agent réactif basique neuf qui provient d'une trémie d'alimentation 8, débouchant dans la partie amont de la canalisation d'injection 7, dans laquelle la circulation est assurée par exemple par une soufflante pneumatique schématisée en 9. Bien entendu, la canalisation 7, la trémie d'alimentation 8 en agent réactif neuf et la soufflante 9 peuvent être remplacées par tout dispositif de convoyage approprié, apte à remplir la même fonction.
La fraction complémentaire de la quantité supplémentaire d'agent réactif mélangé au flux gazeux dans la conduite 6 est constituée d'une partie, recirculée par la canalisation 14, de l'agent réactif collecté dans le filtre 5, comme expliqué ci-dessous, afin d'augmenter la concentration de réactif dans les fumées, et donc d'améliorer la dépollution en économisant l'agent réactif neuf.
Le second filtre à manches 5, dont les manches peuvent être verticales, ou qui est un filtre à manches horizontales du même type que le premier filtre 2, a sa sortie reliée par une conduite d'évacuation 10 à une cheminée de mise à l'air libre 11, pour l'évacuation à l'aide d'un ventilateur de tirage 15 avec volet de réglage, des fumées finement dépoussiérées et pratiquement totalement neutralisées, puisqu'elles ne transportent plus que moins de 5 mg d'acide (HCL dans cet exemple) par m3 de gaz, en ayant subi une perte de charge de l'ordre de 0,4 kP à la traversée du filtre 5.
En effet, l'utilisation dans l'installation d'une quantité totale d'agent réactif basique très supérieure à celle nécessaire à la neutralisation chimique du gaz, par exemple au moins cent fois supérieure à celle nécessaire à la seule neutralisation chimique, permet d'améliorer considérablement le rendement mécanique et les performances des filtres à manches 2 et 5, et de neutraliser pratiquement tous les polluants acides dans le gaz, la majeure partie de l'agent réactif basique injecté étant collectée, à l'état quasiment pur, dans la trémie à la base du second filtre à manches 5, d'où cet agent réactif basique pratiquement pur est, pour une partie, admis dans l'entrée amont de la canalisation de recyclage 3 et, pour la partie complémentai- re, admis dans la canalisation de recirculation 14, et transporté dans celles-ci par un dispositif de convoyage repéré en 12, pour que ces parties soient réinjectées respectivement dans la conduite d'alimentation 1 en fumées acides et empoussiérées, à l'entrée du premier filtre 2, et dans la conduite 6, à l'entrée du second filtre 5.
La réinjection, dans le premier filtre 2, d'une partie du matériau collecté par filtration dans le second filtre 5, et essentiellement constitué d'agent réactif, a pour effet d'améliorer l'efficacité de filtration du filtre 2, dans lequel le sel résultant de la réaction chimique de l'agent réactif basique avec l'acide en suspension dans les fumées traitées, est facilement séparé par filtration sur les manches, et évacué, après décolmatage de ces dernières, par la canalisation de décharge 4.
De plus, des ouïes 16 d'admission d'air ambiant propre dans le flux gazeux circulant entre le filtre 2 et l'échangeur thermique 13, sont formées dans la conduite 6, et bordées par des volets 17 qui guident le courant d'air aspiré dans la conduite 6 par effet de Venturi. Cette admission d'air ambiant propre a pour effet de refroidir ce flux gazeux et surtout d'en diminuer la concentration en produits nocifs, et donc d'abaisser son point de rosée. Ceci combiné avec l'action du refroidisseur 13 permet d'augmenter les performances de captation des métaux lourds, en abaissant suffisamment la température des fumées à l'entrée du second filtre 5, par exemple jusqu'à 55 à 65"C environ.Il en résulte que la chaux, injectée dans le gaz refroidi, adsorbe alors des particules de métaux lourds, tels que le plomb, le cadmium, le mercure, l'arsenic, le nickel, le thallium par exemple, qui sont ainsi piégées et extraites du gaz évacué par la cheminée 11, ce qui améliore considérablement la qualité de la filtration assurée. Cette épuration est améliorée par la captation des métaux lourds gazeux et des dioxines et furannes gazeux si le réactif utilisé est de la chaux enrichie d'un adsorbant (coke de lignite), la majeure partie des particules de dioxines et furannes étant filtrées avec les poussières.
En variante, de l'air ambiant propre peut également être admis dans les fumées acides, avant l'entrée du filtre 2, par des ouïes 18 et des volets 19 analogues de la conduite 1.
En amont du premier filtre 2, l'agent réactif recyclé par la canalisation 3 peut être mélangé aux fumées acides dans la conduite 1 à l'aide d'un réacteur 20, par exemple du type à temps de contact à plusieurs parcours montants et descendants, alimenté en réactif recyclé par un doseur 21 volumétrique réglable avec trémie de chargement.
De même, à l'entrée du second filtre 5, l'agent réactif neuf amené par la canalisation d'alimentation 7 et l'agent réactif recirculé par la canalisation 14 peuvent être mélangés au flux gazeux sortant de l'échangeur thermique 13 et circulant dans la conduite 6 à l'aide d'un unique réacteur 22, du même type que le réacteur 20, et alimenté en réactif neuf et en réactif recyclé respectivement par les doseurs 23 et 24, de même type que le doseur 21.
Dans la quantité d'agent réactif injecté par le réacteur 22, la fraction de réactif recirculé est majoritaire et alimentée par le doseur 24 avec un débit qui est de l'ordre de 5 à 20 fois supérieur au débit de réactif neuf fourni par le doseur 23, tandis que le doseur 21 alimente le réacteur 20 avec un débit de réactif recyclé qui est voisin du débit de réactif neuf du doseur 23. De bons résultats sont obtenus en utilisant l'agent réactif neuf dans un rapport stoechiométrique compris entre 1,05 et 1,6, et, de préférence, le doseur 23 est réglé pour un excès de réactif de l'ordre de 20 à 40 %.
Pour que l'installation puisse traiter des fumées d'incinération à des températures de l'ordre de 200 à 250"C, comme généralement obtenu en sortie des chaudières de récupération des usines d'incinération d'ordures ménagères, tout en ayant une température à l'entrée du premier filtre 2 qui soit de l'ordre de 115 à 1300C, un second échangeur thermique 25, de préférence un refroidisseur à tubes d'eau analogue au refroidisseur 13, est monté sur la conduite d'alimentation 1, en amont du réacteur 20.
Le procédé et l'installation selon l'invention, à deux étages successifs de traitement élémentaire, comprenant chacun un filtre à manches et avantageusement un refroidisseur ainsi qu'un réacteur, et utilisant comme réactif une chaux enrichie d'un adsorbant convenablement dosé, permet, par l'utilisation du réactif en contre-courant sur les deux étages de traitement, de réduire d'une façon importante sa consommation, et donc son coût, ainsi que celui du traitement des cendres produites en moindre quantité. Ce procédé et cette installation permettent également de satisfaire les exigences du projet de nouvelles normes européennes sur les incinérations de déchets ménagers en ce qui concerne les poussières, polluants acides (HC1, S02, HF), métaux lourds gazeux et particulaires (Cd, Ti, Hg, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn,
Ni, V, Sn, Sb), ainsi que les dioxines et furannes, et ce pour un faible excès d'agent réactif par rapport à la quantité nécessaire à la seule neutralisation des polluants acides.
Ni, V, Sn, Sb), ainsi que les dioxines et furannes, et ce pour un faible excès d'agent réactif par rapport à la quantité nécessaire à la seule neutralisation des polluants acides.
Claims (11)
1. Procédé de neutralisation et de filtration de fumées acides, comprenant les étapes consistant à
- introduire (1) dans un premier filtre à manches (2) un courant gazeux des fumées acides mises en contact avec un agent réactif basique également introduit (3) dans le premier filtre à manches (2),
- évacuer (4) du premier filtre à manches (2) les éléments filtrés et essentiellement neutralisés dans ce dernier,
- introduire (6) dans un second filtre à manches (5), le flux gazeux des fumées acides partiellement neutralisées et partiellement dépoussiérées sortant du premier filtre à manches (2), après les avoir successivement fait passer dans un échangeur thermique (13) pour les refroidir puis mises en contact avec une quantité supplémentaire d'agent réactif basique (7, 14) également introduite dans le second filtre à manches (5),
- évacuer (10), par exemple dans l'atmosphère (11), le flux gazeux des fumées essentiellement dépoussiérées et neutralisées sortant du second filtre à manches (5), et
- collecter l'agent réactif basique et les éléments filtrés dans le second filtre à manches (5) et les recycler (3) de sorte que l'agent réactif basique mis en contact avec les fumées acides avant l'entrée dans le premier filtre à manches (2) est en totalité constituée par de l'agent réactif basique filtré et collecté dans le second filtre à manches (5), caractérisé en ce qu'il consiste de plus à introduire (16, 18) de l'air ambiant propre dans les fumées acides avant l'entrée dans le second filtre (5), de sorte à les refroidir et à diminuer leur concentration en produits nocifs ainsi que leur point de rosée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire de l'air ambiant propre (16) dans ledit flux gazeux sortant du premier filtre (2) et avant son passage dans l'échangeur thermique (13), de préférence à circulation d'eau.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire de l'air ambiant propre (18) dans les fumées acides avant l'entrée dans le premier filtre (2).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite quantité supplémentaire d'agent réactif est constituée, pour une fraction, d'agent réactif neuf (7), et pour la fraction complémentaire, d'agent réactif recirculé (14) à partir de celui collecté dans le second filtre (5), et complémentaire de la quantité d'agent réactif recyclé (3) à l'entrée du premier filtre (2).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans ladite quantité supplémentaire d'agent réactif, la fraction d'agent réactif recirculé (14) est majoritaire, et alimentée avec un débit très supérieur, de préférence de 5 à 20 fois supérieur, au débit de la fraction minoritaire et complémentaire d'agent réactif neuf (7).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent réactif neuf (7) est alimenté en quantité telle que le rapport de cette quantité à la quantité théorique nécessaire à la seule neutralisation des fumées acides est inférieur à 2, et de préférence compris entre 1,05 et 1,6.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la quantité totale d'agent réactif basique (3, 7, 14) utilisée est au moins cinquante fois supérieure à celle normalement injectée dans un filtre à manches pour neutraliser des fumées acides, et qui est elle-même supérieure à la quantité nécessaire à la seule neutralisation chimique des fumées acides.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger l'agent réactif recyclé (3) avec les fumées acides avant leur entrée dans le premier filtre (2), de préférence dans un premier réacteur (20) alimenté en réactif recyclé par un premier doseur (21), et avec un débit voisin de celui de l'agent réactif neuf (7), qui est mélangé au flux gazeux sortant de l'échangeur thermique (13) sensiblement en même temps que l'agent réactif recirculé (14) et avant leur entrée dans le second filtre (5), de préférence dans un même second réacteur (22) alimenté en réactif neuf et recirculé respectivement par un second (23) et un troisième doseurs (24).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer les fumées acides dans un second échangeur thermique (25), de préférence un refroidisseur à circulation d'eau, pour les refroidir avant leur entrée dans le premier filtre (2), et de préférence avant leur mise en contact avec l'agent réactif recyclé (3).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme agent réactif basique de la chaux enrichie d'au moins un adsorbant tel que du coke de lignite ou du charbon actif.
11. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant un premier et un second filtres à manches (2, 5) montés en série sur une conduite (1, 6) de fumées acides à traiter, et entre lesquels sont disposés, de la sortie du premier filtre (2) à l'entrée du second filtre (5), un échangeur thermique (13) refroidissant le flux gazeux sortant du premier filtre (2), et des moyens (7) d'introduction dans ledit flux gazeux d'une quantité d'agent réactif basique neuf provenant de moyens d'alimentation (8, 9), et des moyens (3, 12) réinjectant dans les fumées acides à l'entrée du premier filtre (2) de l'agent réactif basique recyclé, collecté par filtration dans le second filtre (5), caractérisée en ce qu'elle comprend de plus des moyens (16, 17, 18, 19) d'admission d'air ambiant propre dans ladite conduite (1, 6) des fumées acides, en amont de l'entrée dans le second filtre (5), et de préférence entre la sortie du premier filtre (2) et l'échangeur thermique (13), qui est de préférence un refroidisseur à circulation d'eau, l'installation comprenant également des moyens (14) de recirculation d'agent réactif basique, collecté par filtration dans le second filtre (5), dans le flux gazeux sortant dudit échangeur thermique (13) et avant son entrée dans le second filtre (5).
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1995
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| FR2735383B1 (fr) | 1997-08-14 |
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