Simulation sur un projet désodorisation sur un local
ou un équipement en milieu industriel 100 m3/h gaz
soufrés et divers
L'évaluation
est basée sur un débit gazeux de 100 m3/h d'air canalisé
de stripage contenant naturellement 400 ppm (735 mg/m3)
de dioxyde de carbone d'un local industriel ou sur un équipement
d'une installation dont la composition et la concentration
du flux serait:
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Principaux
composés
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Air
(O2: 4,8% et N2: 34,6%)
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80%
(8 m3) Stripping sur une installation |
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Impuretés
diverses (composés minoritaires) dont:
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20 % (2 m3) |
Hydrogène sulfuré (H2S)
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10
618 mg/m3 |
Dioxyde carbone (CO2) Concentration moyenne de l'air
ambiant
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735
mg/m3 |
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Mercaptans
dont:
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methanethiol
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48
mg/m3 |
Ethanethiol
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64
mg/m3 |
Propanethiol
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88
mg/m3 |
Butanethiol
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63
mg/m3 |
Autres
diverses impuretés odorantes
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Ammoniac
NH3
|
0,3
mg/m3 |
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Butanol
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21
mg/m3 |
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Alcool
isopropylique
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48
mg/m3 |
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Acetone
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63
mg/m3 |
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Butanone-2
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135
mg/m3 |
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Acétate
de butyle
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0,47
mg/m3 |
Phase
1: Module Acide sulfurique - Traitement de l'ammoniac et
des amines volatiles
Un flux d'air à traiter contenant des concentrations
d'ammoniac ou de méthlamine supérieures à
0,4 ppm ou 0,5 mg/m3 sera soumis à un traitement
préalable avec une solution d'acide sulfurique.
Cas
de l'ammoniac:
NH3
+ H2SO4 + H2O--------> (NH4)2-SO4 (sulphate d'ammonium) + H2O
+ Q. chaleur
Cas
de la methylamine:
CH3-NH2
+ H2SO4 + H2O--------> (CH3-NH3)2-SO4 (methylammonium sulphate)
+ H2O + Q. chaleur
Dans
l'exemple présenté le flux d'air ne contient que
de l'ammoniac à une concentration inférieure à
0,4 ppm soit 0,5 mg/m3.
Le traitement du flux d'air ne nécessite donc pas du module
H2SO4.
Schéma
d'installation :
Phase
2: Module GasWash - Traitement
H2S
et autres impuretés diverses
Le traitement du flux gazeux canalisé est effectué
par un lavage à contre-courant par une solution fortement
basique à pH>12 en présence du "Réactif".
Les
jus de lavage sont envoyés en bassin de neutralisation
avant de rejoindre une station d'épuration biologique.
Mode
opératoire:
Pour
la purification du flux gazeux sur 24 h. la colonne de lavage
est en charge de 400 litres d'eau sodée à pH=12
en pied de colonne.
La
pompe de circulation est activée puis la vanne de débit des gaz
est progressivement libérée et contrôlée au débit désiré.
La
colonne est ensuite alimentée par les deux pompes doseuses
soude et "réactif" en maintenant toujours pH>12
en colonne.
Les
pompes de dosage étant alors réglées pour
les débits respectifs de:
- Pompe
à soude à 30% d=1,33: 8,826 kg/h. (147,1 g/mn.
ou 110,60 ml/mn.)
- Pompe
à Réactif à 40 % d=1,25: 9,227 kg/h. (153,8
g/mn. ou 123,03 ml/mn.)
Régulièrement,
l'absence d'H2S et de mercaptans en sortie d'air purifié
est contrôlée papier à l'acétate de plomb et au papier
pH.
Les
réactifs nécessaire pour 24 h. sont:
- Lessive
de soude à 30% d=1.33 : 211 kg (158 litres soit 63 kg
en pur) pour 53 €
-
Réactif à 40% d=1,25 : 221
kg (177 litres soit 88,6 kg en pur) pour 106 €
Bilans
(Voir feuille de calcul en annexe)
- Bilan
journalier (24 h.) matières module GasWash:
- Lessive
de soude à 30% d=1.33 : 201 kg (151 litres soit 60
kg en pur) pour 50 €
-
Réactif à 40% d=1,25
: 221 kg (177 litres soit 88,6 kg en pur) pour 106 €
Coût
global
matières sur 24 h. pour traiter le flux d'air à
débit de 100 m3/h: 159 €
Pour
mémoire un traitement concurrent par lavage à l'eau
de Javel aurait demandé environ 490 litres de cet oxydant
à 47° chlorométrique pour environ 763 €.
soit environ 5 fois plus.
Il faut prendre en compte aussi un coût suplémentaire
d'envoi et de traitement en centre spécialisé.
(Coûts de transport et de destruction supplémentaires)
- Bilan
des rejets aqueux journaliers (24 h.) en station biologique
Les
réactions des composés avec le "Réactif"
conduisent à la formation de molécules organiques
suivant:
H2S + 2 "Réactif" ------------------------------------------>
S-("Réactif")2 + 2 Na+ + 2 Cl-
RSH (mercaptan) + NaOH---------------------------------------->
S-("Réactif") + Na+ + Cl-
Les
jus aqueux de lavage auront les caractéristiques suivantes:
-
température
< 30 °C;
-
pH
= 8,3;
-
DCO
: 287 mg/l ;
-
DBO5 : 670 mg/l.
- Matières
journalières évacuées:
- Eau:
420 litres (17.5 litres à l'heure)
contenant la composition organique
- Sel
(Na2CO3) : 9 kg
La
dégradation biologique de la nouvelle molécule organique
de formule [S-("Réactif")2] obtenue entre le
composé soufré initial et le réactif conduit
à la destruction de cette nouvelle molécule obtenue
qui, suivant la souche bactérienne présente peut
donner:
- CO2
+ H2O pour la partie carbonée du "Réactif"
- S
(soufre élémentaire): 24 Kg
- Mais suivant le degré
d'oxydation ou les souches bactériennes:
- Moins
probable une oxydation biologique en sulfate (SO4)--
- Moins
probable une oxydation biologique pourrait conduire
en alternative à une oxydation en thiosulfate
(S2O3)--
Conclusions
Nous
avons ici un exemple de traitement économique en comparaison
des procédés oxydants concurrents.
La mise en service du module H2SO4 est nécessaire si les
concentrations d'ammoniac ou d'amine volatile sont supérieures
à 0,4 ppm soit 0,5 mg/m3 n'aurait pas d'incidence notoire
sur le coût car ces sulfates d'amines sont valorisables.
Ce
procédé à été testé
positivement en station d'épuration urbaine et sur deux
installations de captage d'effluents gazeux en Industrie.
Pour
plus de détails opératoires voir un des exemple
industriels:
http://www.innovalor.fr/exemple-industrie.htm
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