b>DOSSIER COV - Récupération par absorption

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Descriptif technique
L'absorption ou encore lavage consiste à mettre en contact le gaz polluant avec un liquide dans lequel il est soluble. La solubilité diminuant avec la température, on travaille à la température la plus basse possible, ce qui implique en particulier d'évacuer la chaleur produite, l'absorption étant exothermique. On peut ajouter au liquide des substances chimiques qui détruisent le gaz dissout, mais ce procédé est plutôt réservé au traitement des odeurs. On décrira ici les procédés d'absorption réversibles qui permettent de récupérer le COV et de régénérer le liquide.
Le principal critère de choix est la solubilité du COV dans le liquide. Si l'on a affaire à un mélange de COV, le choix se fera en fonction de l'objectif à atteindre : rendement global élevé ou rendement élevé pour un composé particulier (des logiciels de calculs sont disponibles pour aider à la décision). Le liquide devra en outre être peu volatil, peu visqueux, non toxique, ininflammable, de faible coût et posséder un pouvoir mouillant élevé. L'eau répond bien à ces critères, malheureusement les COV y sont en général très peu solubles et on doit utiliser des liquides organiques plus chers. La facilité de déconcentration et de recyclage du liquide devient alors un paramètre important du bilan économique de l'opération. Cette déconcentration s'effectue selon les cas par distillation, stripage, extraction liquide -liquide ou liquide -solide, ... et nécessite une étude de génie chimique sérieuse.
Il existe plusieurs types d'absorbeurs sur le marché. Les plus courants sont les colonnes à garnissage et les colonnes à plateaux, qui fonctionnent toutes deux à contre-courant. Les colonnes à pulvérisation et les laveurs Venturi, qui fonctionnent partiellement ou totalement en co-courant, ne sont utilisables que si les réactions chimiques sont très rapides, ce qui est rarement le cas pour le traitement des COV.

Performances et caractéristiques
L'efficacité de captation de l'absorption est généralement supérieure à 90% et peut atteindre 98%, ce qui permet de respecter les valeurs limites d'émission réglementaires.
Ce procédé est utilisable avec tous les solvants usuels dans une large gamme de débits (1 000 à 100 000 m3/h) et de concentrations (2 à 50 g/Nm3). Seules les contraintes économiques limitent son emploi aux très faibles concentrations (limite de 200 à 300 ppmv). Un pré traitement (refroidissement de l'effluent, filtration, 1er étage de lavage, ... ) peut être parfois nécessaire.
L'absorption est une technique de séparation employée de longue date en chimie et exige des compétences particulières pour l'exploitation et la maintenance des équipements. Le procédé appliqué aux COV est donc surtout utilisé dans les industries chimiques, pétrochimiques et pharmaceutiques. Il convient bien à la récupération des produits lourds (kérosène, anthracène, naphtalène, PVC, ... ), des cétones et du tétrahydrofurane (fabrication des bandes magnétiques), mais on le trouve aussi en métallurgie (traitement des gaz de cokerie, récupération du kérosène dans le laminage à froid des non ferreux).
Les coûts sont largement variables d un cas à un autre. Les principaux facteurs intervenant sont les caractéristiques du produit à traiter et l'efficacité visée pour les coûts d'investissement, le débit du liquide de lavage pour ceux d'exploitation.

Recherche et développement
L'absorption étant une technique bien connue, il n'y a pas de programme de R&D spécifique au traitement des COV. Chaque installation doit simplement être adaptée au(x) produit(s) à traiter et aux conditions opératoires.

Exemple d'application
Dans un atelier de synthèse de principes actifs pharmaceutiques, l'effluent à traiter est très variable en nature (selon la synthèse effectuée), en débit (30 Nm3/h en moyenne, 366 Nm3/h au maximum) et en concentration (10 kg/h en moyenne, 87 kg/h au maximum). L'unité mise en place, dimensionnée pour traiter 100 Nm3/h, est une colonne à garnissage utilisant comme liquide absorbant un mélange de tri, éta et penta éthylèneglycol diobuthyléther. En amont, les effluents gazeux subissent un prélavage à l'eau. En aval, l'huile absorbante est réchauffée, puis introduite dans la colonne de désorption où les COV sont entraînés à la vapeur sous vide. Ceux-ci passent ensuite par deux étages de condensation puis sont soit incinérés, soit distillés et récupérés. Les rejets à l'atmosphère sont inférieurs à 2 kg/h.
Cette opération a entraîné un coût d'investissement de 12 MF, dont 5,4 MF pour la tour d'absorption et 6,6 MF pour la collecte et le prélavage, ce qui illustre bien l'importance, signalée dans l'article précédent, l'enjeu que représente l'étude de collecte.

Fournisseurs
Ce sont généralement des constructeurs travaillant habituellement pour la chimie :

- AIR LIQUIDE -BEFS PROKEN - CHEMTECK -CORNING -LE GAZ INTEGRAL -KUHNI -SCHOTT -SIFAT (ROTAMILL) -SOCREMATIC -SULZER INDUSTRIES -EMAPE TECHNOLOGIES (TTS SCHIRA) -EUROPE ENVIRONNEMENT

Article paru dans le supplément technique d'Energie Plus n°264 du 15 avril 1998

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