FR2989285A1 - Method for purification of flue gases by wet process in household refuse incineration factory, involves purifying flow of residual liquids by water treatment, and recycling remainder of flow of liquids towards acid and alkaline washers - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET INSTALLATION D'EPURATION DE FUMEES DE COMUBUSTION PAR VOIE HUMIDE La présente invention concerne un procédé et une installation d'épuration de fumées de combustion par voie humide. Dans ce type de procédé, un liquide de lavage est mis en contact avec des fumées à épurer dans un laveur de sorte que les poussières en suspension dans ces fumées sont transférées dans le liquide de lavage en même temps que les polluants gazeux, et en particulier l'acide chlorhydrique et le dioxyde de soufre. Le débit de liquide nécessaire pour assurer une bonne épuration est en général élevé, par exemple de l'ordre de plusieurs dizaines à quelques centaines de m3/h, si bien que la purge liquide du laveur est recyclée, seule une faible fraction de celle-ci étant soutirée pour déconcentration. Par exemple, dans le cas d'une usine d'incinération d'ordures ménagères, du dioxyde de soufre, de l'acide chlorhydrique ainsi que des métaux lourds sont captés dans la purge de lavage et ces polluants doivent trouver un exutoire. Il peut alors être utile de séparer les métaux lourds à l'aide d'un traitement d'eau. Toutefois, ce traitement d'eau va générer un gâteau de boues qui, en plus des hydroxydes métalliques précipités, contient souvent aussi du gypse. The present invention relates to a method and a plant for cleaning wet combustion fumes. In this type of process, a washing liquid is brought into contact with fumes to be purified in a scrubber so that the dust suspended in these fumes is transferred into the washing liquid together with the gaseous pollutants, and in particular hydrochloric acid and sulfur dioxide. The flow rate of liquid required to ensure good purification is generally high, for example of the order of several tens to a few hundred m3 / h, so that the liquid purge of the scrubber is recycled, only a small fraction of that is required. ci being withdrawn for deconcentration. For example, in the case of a household waste incineration plant, sulfur dioxide, hydrochloric acid and heavy metals are captured in the wash purge and these pollutants must find an outlet. It can then be useful to separate the heavy metals using a water treatment. However, this water treatment will generate a sludge cake which, in addition to the precipitated metal hydroxides, also often contains gypsum.
Par ailleurs, avec les laveurs humides, on est souvent amené à travailler avec deux étages de lavage, c'est-à-dire avec deux laveurs se succédant pour traiter les fumées de combustion, à savoir un laveur acide, opérant à bas pH, typiquement inférieur à 4, notamment pour capter l'acide chlorhydrique, et un laveur alcalin, opérant à un pH plus élevé, typiquement supérieur à 5, pour capter notamment le dioxyde de soufre. Pour éviter d'avoir des purges respectives trop importantes en sortie de ces deux laveurs, on réalise souvent une cascade hydraulique dans laquelle la purge d'un des laveurs, en général le laveur alcalin, est réalimentée dans l'autre laveur, en l'occurrence le laveur acide. De plus, on peut alors utiliser des réactifs de neutralisation différents dans chacun des deux laveurs, notamment du calcaire ou de la chaux dans le laveur acide et de la soude dans le laveur alcalin. Dans tous les cas de figure, on se retrouve, in fine, à mélanger les purges liquides respectives des laveurs acides et alcalins, alors que ces purges présentent des compositions respectives très différentes, ce qui peut contribuer à faire des précipitations incontrôlées qui sont sources d'encrassement des laveurs ainsi que des matériels aval. C'est en particulier le cas lorsqu'on utilise du calcaire ou de la chaux dans le laveur acide et de la soude dans le laveur alcalin puisque le mélange de chlorure de calcium, qui résulte de la neutralisation de l'acide chlorhydrique, et de sulfate de sodium, qui résulte de la neutralisation du dioxyde de soufre, va donner du gypse, peu soluble et qui précipite. Même dans le cas où la précipitation de ce gypse se ferait de manière à peu près contrôlée, c'est-à-dire non anarchique, le gypse finit au traitement d'eau évoqué plus haut : ainsi ce gypse se retrouve mélangé aux boues d'hydroxydes de métaux et en augmente ainsi le volume. Or, comme ces boues doivent en général être mises en décharges contrôlées, cela en augmente sensiblement le coût. En outre, la précipitation se fait dans des conditions où les métaux lourds sont encore en solution, ce qui fait que le gypse lui-même ne peut être que de piètre qualité, dans le sens où il contient trop de métaux lourds, ce qui le rend impropre à une quelconque valorisation. Enfin il existe des situations où, sur un même site industriel, plusieurs trains de laveurs sont présents, en utilisant des réactifs différents, par exemple parce que des fumées respectivement issues de différents procédés doivent être épurées. Là encore, à un moment donné, les diverses purges provenant des laveurs présents sont mélangées et sont donc susceptibles d'engendrer des précipitations qui sont à la fois anti économiques et sources d'ennuis pour le lavage et le traitement d'eau. Le but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation d'épuration, qui soient plus performants, notamment en ce qui concerne l'encrassement des matériels d'épuration, et plus économiques, notamment par valorisation potentielle aval. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'épuration de fumées de combustion par voie humide, dans lequel - les fumées à épurer sont envoyées à un laveur acide puis à un laveur alcalin, - la purge du laveur acide est envoyée à une unité de précipitation-cristallisation après avoir été épurée par un premier traitement d'eau, - la purge du laveur alcalin est envoyée, de manière séparée de la purge du laveur acide, à l'unité de précipitation-cristallisation, - la sortie de l'unité de précipitation-cristallisation, contenant du gypse précipité, est admise dans un séparateur liquide-solide pour produire un flux de gypse, contenant moins de 15% en poids d'eau libre et destiné à être valorisé, et un flux de liquides résiduels, et - 30 à 100% en débit, de préférence 50 à 80% en débit, du flux de liquides résiduels sont épurés par un second traitement d'eau pour produire une saumure destinée à être valorisée, le reliquat du flux de liquides résiduels étant recyclé vers l'un et/ou l'autre des laveurs acide et alcalin. Moreover, with wet scrubbers, it is often necessary to work with two stages of washing, that is to say with two scrubbers succeeding to treat combustion fumes, namely an acid scrubber, operating at low pH, typically less than 4, in particular for capturing hydrochloric acid, and an alkaline scrubber, operating at a higher pH, typically greater than 5, to capture in particular sulfur dioxide. In order to avoid having too large respective purges at the outlet of these two washers, a hydraulic cascade is often carried out in which the purge of one of the washers, in general the alkaline scrubber, is fed back into the other scrubber. occurrence the acidic scrubber. In addition, different neutralization reagents can be used in each of the two scrubbers, in particular limestone or lime in the acid scrubber and sodium hydroxide in the alkaline scrubber. In all cases, we end up, in fine, mixing the respective liquid purges of the acidic and alkaline washers, while these purges have very different respective compositions, which can contribute to uncontrolled precipitation that are sources of fouling of scrubbers and downstream equipment. This is particularly the case when limestone or lime is used in the acidic scrubber and sodium hydroxide in the alkaline scrubber since the mixture of calcium chloride, which results from the neutralization of hydrochloric acid, and of Sodium sulphate, which results from the neutralization of sulfur dioxide, will give gypsum, poorly soluble and precipitates. Even in the case where the precipitation of this gypsum is done in a manner almost controlled, that is to say, not anarchic, the gypsum finishes the treatment of water mentioned above: thus this gypsum is found mixed with sludge. metal hydroxides and thereby increases their volume. However, as these sludge must generally be put in controlled landfills, this increases the cost substantially. In addition, the precipitation occurs under conditions where the heavy metals are still in solution, so that the gypsum itself can only be of poor quality, in the sense that it contains too many heavy metals, which the makes it unsuitable for any valuation. Finally, there are situations where, on the same industrial site, several scrubber trains are present, using different reagents, for example because fumes respectively from different processes must be purified. Again, at a given moment, the various purges from the scrubbers present are mixed and are therefore likely to generate precipitation that is both uneconomic and sources of trouble for washing and water treatment. The object of the present invention is to provide a process and a purification plant, which are more efficient, particularly as regards the fouling of purification equipment, and more economical, especially by potential upstream recovery. For this purpose, the subject of the invention is a process for the purification of humid combustion fumes, in which the fumes to be purified are sent to an acidic scrubber then to an alkaline scrubber, the purge of the acid scrubber is sent to a precipitation-crystallization unit after having been purified by a first water treatment, - the purging of the alkaline scrubber is sent, separately from the purge of the acid scrubber, to the precipitation-crystallization unit, - the outlet of the precipitation-crystallization unit, containing precipitated gypsum, is admitted into a liquid-solid separator to produce a gypsum stream, containing less than 15% by weight of free water and intended to be recovered, and a flow of residual liquids, and - 30 to 100% in flow rate, preferably 50 to 80% in flow, of the flow of residual liquids are purified by a second treatment of water to produce a brine intended for recovery, the remainder of the flow of liquid The residuals are recycled to one and / or the other of the acid and alkaline scrubbers.
L'invention a également pour objet une installation d'épuration de fumées de combustion par voie humide, comportant : - un laveur acide alimenté par des fumées à épurer, - un laveur alcalin alimenté par les fumées sortant du laveur acide, - une première unité de traitement d'eau, alimentée par la purge du laveur acide, - une unité de précipitation-cristallisation, alimentée, de manière séparée, par la purge du laveur acide, épurée par la première unité de traitement d'eau, et par la purge du laveur alcalin, - un séparateur liquide-solide, alimenté par la sortie de l'unité de précipitation- cristallisation, contenant du gypse précipité, et adapté pour produire un flux de gypse, contenant moins de 15% d'eau libre et destiné à être valorisé, et un flux de liquides résiduels, - une seconde unité de traitement d'eau, alimentée par 30 à 100% en débit, de préférence 50 à 80% en débit, du flux de liquides résiduels, et adaptée pour produire une saumure destinée à être valorisée, et - des moyens pour recycler vers l'un et/ou l'autre des laveurs acide et alcalin le reliquat du flux de liquides résiduels, non traité par la seconde unité de traitement d'eau. Ainsi, l'invention permet de réaliser une précipitation de gypse contrôlée et dans des conditions propres de manière à obtenir de manière séparée : un gypse assez pur, destiné à être valorisé, une saumure sensiblement exempte de métaux lourds, pouvant également être valorisée, et une faible quantité de gâteaux d'hydroxydes métalliques, également valorisable par récupération des métaux qu'ils contiennent, notamment le zinc. The subject of the invention is also a plant for the purification of humid combustion fumes, comprising: an acid scrubber fed with fumes to be purified; an alkaline scrubber fed with fumes discharging from the acid scrubber; a first unit; water treatment unit, fed by the purge of the acid scrubber, - a precipitation-crystallization unit, supplied, separately, by the purge of the acid scrubber, purified by the first water treatment unit, and by purging of the alkaline scrubber, - a liquid-solid separator, supplied by the outlet of the precipitation-crystallization unit, containing precipitated gypsum, and adapted to produce a gypsum flow, containing less than 15% of free water and intended for to be upgraded, and a residual liquid flow, - a second water treatment unit, fed with 30 to 100% flow rate, preferably 50 to 80% flow rate, of the residual liquid flow, and adapted to produce a brine. re intended to be upgraded, and - means for recycling to one and / or other of the acidic and alkaline washers the remainder of the flow of residual liquids, untreated by the second water treatment unit. Thus, the invention makes it possible to carry out controlled gypsum precipitation and under clean conditions so as to obtain separately: a fairly pure gypsum, intended to be recovered, a brine substantially free of heavy metals, which can also be recovered, and a small amount of metal hydroxide cakes, also recoverable by recovery of the metals they contain, including zinc.
L'invention permet de générer des flux séparés et valorisables par chaque produit sortant, ainsi que d'assurer des conditions opératoires pour les matériels, notamment les laveurs, les mettant à l'abri de précipitations potentielles. Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé et de l'installation conformes à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - au moins un flux contenant des sulfates, autre que la purge du laveur alcalin, est également admis dans l'unité de précipitation-cristallisation ; - les fumées traitées par les laveurs acide et alcalin sont des fumées d'incinération d'ordures, tandis que des fumées d'incinération de boues de station d'épuration d'eau sont traitées au moins par un autre laveur alcalin dont la purge constitue ledit au moins un flux contenant des sulfates ; - le second traitement d'eau est plus intensif que le premier traitement d'eau ; - le reliquat du flux de liquides résiduels est envoyé au laveur acide ; - un flux acide, notamment de l'acide chlorhydrique ou de l'acide sulfurique, est également introduit dans l'unité de précipitation-cristallisation ; - l'unité de précipitation-cristallisation comprend un cristalliseur ou un bac agité ; - l'unité de précipitation-cristallisation comprend des hydrocyclones ; - le séparateur liquide-solide est constitué par un filtre à bande ou une centrifugeuse. 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 figure 1 est un schéma d'une installation conforme à l'invention, mettant en oeuvre un procédé conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, illustrant une variante de l'installation et du procédé conformes à l'invention. The invention makes it possible to generate separate and recoverable streams for each outgoing product, as well as to ensure operating conditions for the equipment, particularly the washers, protecting them from potential rainfall. According to advantageous additional features of the process and the installation according to the invention, taken alone or in any technically possible combination: at least one stream containing sulphates, other than the purging of the alkaline scrubber, is also admitted into the precipitation-crystallization unit; the fumes treated by the acidic and alkaline scrubbers are waste incineration fumes, while incineration fumes from the water treatment plant sludge are treated at least by another alkaline scrubber whose purge constitutes said at least one stream containing sulfates; the second water treatment is more intensive than the first water treatment; the residual liquid stream is sent to the acidic scrubber; an acid stream, in particular hydrochloric acid or sulfuric acid, is also introduced into the precipitation-crystallization unit; the precipitation-crystallization unit comprises a crystallizer or a stirred tank; the precipitation-crystallization unit comprises hydrocyclones; the liquid-solid separator is constituted by a band filter or a centrifuge. The invention will be better understood on reading the description which will follow, 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 - Figure 2 is a view similar to Figure 1, illustrating a variant of the installation and the method according to the invention.
Dans l'installation montrée à la figure 1, des fumées à épurer 1 traversent un laveur acide 101, utilisant par exemple comme réactif de neutralisation de la chaux ou du calcaire, puis un second laveur alcalin 102, utilisant par exemple de la soude comme agent neutralisant. Les fumées sortant du laveur acide 101 et entrant dans le laveur alcalin sont référencées 2. Chaque laveur 101, 102 est pourvu en général d'une amenée d'eau fraîche, non représentée, qui permet, entre autres, de compenser des évaporations d'eau dans les laveurs. Les fumées épurées 3, sortant du laveur alcalin aval 102, sont évacuées, par exemple via une cheminée et un ventilateur de tirage, ou bien sont soumises à un traitement complémentaire, ce qui n'est pas l'objet de l'invention et ce qui n'est donc pas représenté sur la figure 1. La purge liquide 4 du laveur acide 101 est envoyée à une unité de traitement d'eau 201 dans laquelle la purge 4 est débarrassée d'au moins 90% en poids des métaux lourds, tels que le plomb, le zinc ou le cadmium. Le traitement d'eau mis en oeuvre dans l'unité 201 est connu en lui-même et n'est pas l'objet de l'invention. Un flux 5, constitué de boues d'hydroxydes ou de gâteaux d'hydroxydes, est issu de l'unité de traitement d'eau 201 : ce flux de produit 5 est valorisable car il est riche en métaux. La sortie principale de l'unité de traitement d'eau 201 est un flux liquide 6 constitué de la purge du laveur acide 101, débarrassée des métaux lourds par le traitement d'eau mis en oeuvre dans l'unité 201. Ce flux 6 est envoyé vers une unité de précipitation-cristallisation 301 détaillée ci- après. In the installation shown in FIG. 1, the fumes to be purified 1 pass through an acid scrubber 101, using, for example, as a neutralization reagent for lime or limestone, and then a second alkaline scrubber 102, using, for example, sodium hydroxide as an agent. neutralizer. The fumes exiting the acid washer 101 and entering the alkaline scrubber are referenced 2. Each scrubber 101, 102 is generally provided with a supply of fresh water, not shown, which makes it possible, among other things, to compensate for evaporation of water in the washers. The purified fumes 3, leaving the downstream alkaline scrubber 102, are evacuated, for example via a chimney and a draft fan, or are subjected to a complementary treatment, which is not the subject of the invention. which is not shown in FIG. 1. The liquid purge 4 of the acid scrubber 101 is sent to a water treatment unit 201 in which the purge 4 is freed of at least 90% by weight of the heavy metals, such as lead, zinc or cadmium. The water treatment implemented in the unit 201 is known in itself and is not the subject of the invention. A stream 5, consisting of hydroxide sludge or hydroxide cake, is derived from the water treatment unit 201: this product stream 5 is valuable because it is rich in metals. The main outlet of the water treatment unit 201 is a liquid stream 6 consisting of the purge of the acid scrubber 101, freed of the heavy metals by the water treatment used in the unit 201. This stream 6 is sent to a precipitation-crystallization unit 301 detailed below.
L'unité 301 reçoit également la purge 7 du laveur alcalin 102 : comme représenté sur la figure 1, cette purge 7 est envoyée du laveur alcalin 102 à l'unité de précipitation-cristallisation 301 de manière séparée du flux de purge provenant du laveur acide 101, et ce directement, c'est-à-dire sans traitement modifiant significativement la composition de cette purge 7. L'unité de précipitation-cristallisation 301 permet de réaliser une précipitation contrôlée par cristallisation du gypse qui va s'y former. Plus précisément, dans la mesure où, dans cette unité 301, la purge traitée 6 provenant du laveur acide 101, qui contient surtout du chlorure de calcium en solution produit par la réaction de neutralisation entre l'acide chlorhydrique et le réactif de neutralisation utilisé, par exemple du calcaire ou de la chaux, est mélangée à la purge 7 du laveur alcalin 101 contenant des sulfates, qui sont produits par la réaction de neutralisation entre le dioxyde de soufre et l'agent neutralisant utilisé, par exemple de la soude, du gypse se forme par la réaction : Calapporté par 4) + SO4 --(apporté par 7) Ca S041 (sous forme hydratée) De manière optionnelle, un flux acide 8, pouvant être de l'acide sulfurique ou de l'acide chlorhydrique, est également introduit dans l'unité de précipitation-cristallisation 301 : il peut en effet être bénéfique de réaliser la réaction de précipitation-cristallisation du gypse dans des conditions de pH légèrement acides. L'unité de précipitation-cristallisation 301 est d'une technologie connue en soi. En particulier, cette unité 301 peut être constituée d'un bac agité ou d'un cristalliseur et d'unités auxiliaires comme des pompes et des hydrocyclones destinés à maintenir les noyaux de nucléation dans cette unité 301. La sortie principale 9 de l'unité de précipitation-cristallisation 301, qui contient le gypse précipité produit, est dirigée vers un séparateur liquide-solide 302. Ce séparateur liquide-solide 302, qui est par exemple un filtre à bande ou une centrifugeuse, est également alimenté en eau 11 qui, dans le séparateur 302, lave le gypse pour lui en assurer des caractéristiques le rendant valorisable. Ce séparateur 302 permet alors de produire un flux de gypse 10, qui contient moins de 15% en poids d'eau libre et dont le gypse est purifié et blanc. A titre d'exemple, la pureté du gypse contenu dans ce flux 10 est telle que ce flux contient au moins 95% en poids de gypse pur, ainsi que, au maximum, 0,1% en poids de magnésium, 0,01% en poids de chlore, 0,5% en poids de sulfite de calcium (CaS03), 0,15% en poids d'oxyde ferrique (Fe2O3), 2,5% en poids de silice (SiO2) et 0,3% en poids d'alumine (A1203). Les liquides résiduels sortant du séparateur liquide-solide 302 forment un flux 12 dont au moins une partie, voire la totalité, forme un flux 13 envoyé à une unité de traitement d'eau 401, qui est différente de l'unité 201 et qui relève d'une technologie connue en soi. Selon l'invention, le flux 13 envoyé à l'unité de traitement d'eau 401 représente entre 30 et 100% en débit du flux 12, de préférence entre 50 et 80% en débit de ce flux 12. Sous l'action du traitement d'eau mis en oeuvre dans cette unité 401, le flux 13 est épuré jusqu'à produire une saumure 15 potentiellement valorisable. En particulier, cette saumure 15 est essentiellement constituée de chlorure de sodium en solution aqueuse. Les résidus, résultant du traitement d'eau mis en oeuvre dans l'unité 401, forment des boues ou un gâteau 16, qui sont évacués de l'installation. On notera que, suivant une disposition avantageuse de l'invention, le traitement d'eau, mis en oeuvre dans l'unité 201, n'a pas à être aussi intensif que celui mis en oeuvre dans l'unité 401, dans le sens où, à la différence de la saumure 15 destinée à être valorisée, le flux 6 sortant de l'unité 201 subit nécessairement, en aval de cette unité 201, des traitements complémentaires, comme décrit plus haut. En pratique, cela revient à dire que l'unité 401 est prévue pour mettre en oeuvre un traitement d'eau complet tandis que l'unité 201 n'est prévue que pour mettre en oeuvre un traitement d'eau partiel. Dans le cas où une partie seulement du flux de liquides résiduels 12 est envoyée à l'unité de traitement d'eau 401, c'est-à-dire dans le cas où le flux 13 n'est pas égal à 100% du flux 12, le reliquat 14 du flux de liquides résiduels 12 est recyclé dans l'installation, en étant retourné à l'un et/ou l'autre des laveurs 101 et 102, de préférence au laveur acide 101 comme représenté sur la figure 1. Le recyclage du reliquat 14 permet de réduire la quantité d'eau fraîche globalement consommée pour le lavage des fumées. Ainsi, comme on l'aura compris à la lecture de ce qui précède, l'invention consiste par essence à séparer les purges 4 et 7 des laveurs 101 et 102, à extraire les métaux lourds de la purge 4 du laveur acide 101 et à ensuite mélanger cette dernière avec la purge 7 du laveur alcalin 102, contenant des sulfates, dans des conditions contrôlées pour faire précipiter-cristalliser du gypse. De cette façon et selon l'invention, on obtient : - un flux de gypse 10 destiné à être valorisé, - une saumure 15 constituée essentiellement de chlorure de sodium dans de l'eau, potentiellement valorisable, et - des boues ou des gâteaux 5 et 16, qui sont en quantité limitée puisqu'ils ne contiennent plus de gypse et qui sont riches en métaux ce qui les rend également susceptibles d'être valorisés. Comme on l'aura aussi compris, en séparant l'une de l'autre les purges 4 et 7, on évite tout problème de précipitations incontrôlées dans les laveurs 101 et 102, ainsi qu'immédiatement en aval de ces laveurs. The unit 301 also receives the purge 7 of the alkaline scrubber 102: as shown in FIG. 1, this purge 7 is sent from the alkaline scrubber 102 to the precipitation-crystallization unit 301 separately from the purge flow from the acid scrubber 101, and this directly, that is to say without treatment significantly modifying the composition of this purge 7. The precipitation-crystallization unit 301 makes it possible to achieve a controlled precipitation by crystallization of the gypsum which will form there. More specifically, insofar as, in this unit 301, the treated purge 6 from the acid scrubber 101, which contains especially calcium chloride in solution produced by the neutralization reaction between the hydrochloric acid and the neutralization reagent used, for example limestone or lime, is mixed with the purge 7 of the alkaline scrubber 101 containing sulphates, which are produced by the neutralization reaction between the sulfur dioxide and the neutralizing agent used, for example soda, gypsum is formed by the reaction: Cal brought by 4) + SO4 - (provided by 7) Ca S041 (in hydrated form) Optionally, an acid flow 8, which may be sulfuric acid or hydrochloric acid, is also introduced into the precipitation-crystallization unit 301: it may indeed be beneficial to carry out the precipitation-crystallization reaction of the gypsum under slightly acidic pH conditions. The precipitation-crystallization unit 301 is of a known technology. In particular, this unit 301 may consist of a stirred tank or a crystallizer and auxiliary units such as pumps and hydrocyclones intended to maintain nucleation nuclei in this unit 301. The main outlet 9 of the unit precipitation-crystallization 301, which contains the precipitated gypsum produced, is directed to a liquid-solid separator 302. This liquid-solid separator 302, which is for example a belt filter or a centrifuge, is also supplied with water 11 which, in the separator 302, washes the gypsum to ensure its characteristics making it valuable. This separator 302 then makes it possible to produce a flow of gypsum 10, which contains less than 15% by weight of free water and whose gypsum is purified and white. By way of example, the purity of the gypsum contained in this stream 10 is such that this stream contains at least 95% by weight of pure gypsum, as well as, at the most, 0.1% by weight of magnesium, 0.01%. by weight of chlorine, 0.5% by weight of calcium sulphite (CaSO 3), 0.15% by weight of ferric oxide (Fe 2 O 3), 2.5% by weight of silica (SiO 2) and 0.3% by weight of weight of alumina (A1203). Residual liquids leaving the liquid-solid separator 302 form a stream 12 at least a portion or all of which forms a stream 13 sent to a water treatment unit 401, which is different from the unit 201 and which falls under of a technology known per se. According to the invention, the flow 13 sent to the water treatment unit 401 represents between 30 and 100% flow rate of the flow 12, preferably between 50 and 80% flow rate of this flow 12. Under the action of water treatment implemented in this unit 401, the stream 13 is purified to produce a brine 15 potentially recoverable. In particular, this brine consists essentially of sodium chloride in aqueous solution. The residues, resulting from the water treatment implemented in the unit 401, form sludge or cake 16, which are removed from the installation. It will be noted that, according to an advantageous arrangement of the invention, the water treatment, implemented in the unit 201, need not be as intensive as that used in the unit 401, in the sense that where, unlike the brine 15 to be upgraded, the stream 6 leaving the unit 201 necessarily undergoes, downstream of this unit 201, complementary processing, as described above. In practice, this means that the unit 401 is provided to implement a complete water treatment while the unit 201 is provided only to implement a partial water treatment. In the case where only a part of the residual liquid flow 12 is sent to the water treatment unit 401, that is to say in the case where the flow 13 is not equal to 100% of the flow 12, the remainder 14 of the residual liquid stream 12 is recycled into the installation, by being returned to one and / or the other of the washers 101 and 102, preferably to the acid washer 101 as shown in FIG. Recycling the remainder 14 reduces the amount of fresh water generally consumed for flue gas cleaning. Thus, as will be understood from reading the above, the essence of the invention is to separate the purges 4 and 7 from the washers 101 and 102, to extract the heavy metals from the purge 4 of the acid washer 101 and to then mixing the latter with the purge 7 of the alkaline scrubber 102, containing sulfates, under controlled conditions to precipitate-crystallize gypsum. In this way and according to the invention, there is obtained: a stream of gypsum 10 intended to be recovered, a brine 15 consisting essentially of sodium chloride in water, potentially recoverable, and sludges or cakes. and 16, which are in limited quantity since they no longer contain gypsum and are rich in metals which makes them also likely to be valued. As will also be understood, by separating the purges 4 and 7 from one another, any problem of uncontrolled precipitation in the washers 101 and 102, as well as immediately downstream of these washers, is avoided.
On notera par ailleurs que, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la précipitation-cristallisation qui s'effectue dans l'unité 301, se fait à partir de solutions qui ne contiennent que très peu de métaux lourds, en particulier car le traitement d'eau mis en oeuvre dans l'unité 201 a traité la purge 4 qui est la principale source de ces métaux. It will also be noted that, according to an advantageous characteristic of the invention, the precipitation-crystallization which takes place in the unit 301, is made from solutions which contain only very few heavy metals, in particular because the treatment water used in the unit 201 has treated the purge 4 which is the main source of these metals.
Ceci assure une grande pureté au gypse qui se forme dans l'unité de précipitation- cristallisation 301. L'invention présente par ailleurs un intérêt particulier dans les cas où, sur un même site industriel, on dispose de plusieurs flux contenant des sulfates. C'est notamment le cas des sites d'incinération sur lesquels une ou plusieurs lignes sont dédiées à l'incinération de déchets ou d'ordures, tandis qu'une ou plusieurs autres lignes sont dédiées à l'incinération de boues de stations d'épuration d'eau : ce cas typique est illustré par la figure 2. En effet, sur la figure 2, les matériels 101, 102, 201, 301, 302 et 401 sont respectivement identiques à ceux décrits ci-dessus en regard de la figure 1 et assurent les mêmes fonctions respectives. Ainsi, ces matériels 101, 102, 201, 301, 302 et 401 traitent les fumées à épurer 1 qui sont par exemple des fumées d'incinération d'ordures. Dans le même temps, des fumées à épurer 1' constituées de fumées d'incinération des boues d'une station d'épuration d'eau, sont traitées par une ligne dédiée qui, comme représenté sur la figure 2, est séparée des laveurs 101 et 102. Cette ligne dédiée produit un effluent 17 riche en sulfates. Typiquement, cette ligne dédiée comporte au moins deux laveurs 501 et 502, le laveur 502 étant un laveur alcalin ayant capté le dioxyde de soufre des fumées 1' et produisant le flux 17. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le flux 17 riche en sulfates alimente l'unité de précipitation-cristallisation 301, ce qui permet d'y produire davantage de gypse. Ainsi, un bénéfice additionnel est lié au fait que, sans cette disposition de l'invention, le flux 17 devrait être traité autrement avant son rejet à l'environnement. This ensures a high purity gypsum which is formed in the unit precipitation-crystallization 301. The invention is also of particular interest in cases where, on the same industrial site, there are several streams containing sulfates. This is particularly the case for incineration sites on which one or more lines are dedicated to the incineration of waste or garbage, while one or more other lines are dedicated to the incineration of sludge of waste stations. purification of water: this typical case is illustrated by FIG. 2. Indeed, in FIG. 2, the materials 101, 102, 201, 301, 302 and 401 are respectively identical to those described above with respect to FIG. 1 and provide the same respective functions. Thus, these materials 101, 102, 201, 301, 302 and 401 treat the fumes to be purified 1 which are for example waste incineration fumes. At the same time, the fumes to be purified 1 'constituted of fumes incineration sludge of a water treatment plant, are treated by a dedicated line which, as shown in Figure 2, is separated from the washers 101 and 102. This dedicated line produces an effluent 17 rich in sulfates. Typically, this dedicated line comprises at least two scrubbers 501 and 502, the scrubber 502 being an alkaline scrubber having captured the sulfur dioxide from the flue gases 1 'and producing the stream 17. According to an advantageous characteristic of the invention, the flow 17 rich in sulphates feeds the precipitation-crystallization unit 301, which makes it possible to produce more gypsum. Thus, an additional benefit is related to the fact that, without this provision of the invention, the stream 17 should be treated differently before being discharged to the environment.
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DE4401441A1 (en) * | 1993-01-21 | 1994-09-08 | Flaekt Ab | Process and apparatus for purifying gases containing hydrogen chloride and sulphur dioxide |
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Patent Citations (3)
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