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Pierre LE CLOIREC : Professeur, Responsable du Département Systèmes Énergétiques et Environnement École des Mines de Nantes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Parmi les technologies utilisables en traitement d’air, les procédés mettant en jeu des phénomènes de transfert et d’interactions d’un composé présent dans une phase gazeuse avec une surface d’un matériau poreux sont largement utilisées. On les retrouve dans la purification des gaz et de l’air ainsi que des liquides. En effet, ces procédés d’adsorption permettent d’éliminer dans une phase gazeuse un grand nombre de molécules polluantes comme les composés organiques volatils (COV), les molécules odorantes ou encore les dioxines et les furannes. Leur mise en œuvre s’applique à de larges gammes de concentrations allant d’émissions à fortes teneurs (quelques grammes par mètre cube) à des ambiances hyperdiluées de quelques microgrammes par mètre cube. Le dimensionnement des installations s’effectue pour des débits d’air à traiter pouvant aller de quelques mètres cubes par heure jusqu’à 50 000 m3 · h−1 pour des systèmes modulaires.
La réglementation (arrêtés du 2 février 1998 et du 29 mai 2000), concernant les niveaux de rejets dans l’atmosphère, implique la mise en œuvre de technologies de traitement d’air fiables et performantes ce qui place les procédés par adsorption parmi les techniques attractives et opérationnelles dans un grand nombre d’applications industrielles. En effet, ils présentent des avantages certains en termes d’efficacité de traitement, de rusticité et de facilité de fonctionnement ce qui les rend particulièrement intéressants en traitement de l’air.
L’objectif de cette présentation spécifique est d’aborder les concepts et les technologies de l’adsorption en traitement de l’air. Ainsi les points suivants seront particulièrement développés :
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les mécanismes de transfert gaz solide ;
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les adsorbants les plus utilisés ;
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les procédés d’adsorption en traitement d’air ;
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la désorption et la régénération.
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- Version courante de oct. 2017 par Pierre LE CLOIREC
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5. Régénération des charbons actifs
La régénération des adsorbants est une opération économiquement intéressante, mais ne peut s’appliquer qu’à certains polluants volatils. Elle s’effectue soit chez le producteur d’adsorbant, soit in situ lorsque l’on traite de l’air chargé par des composés organiques volatils que l’on veut récupérer et recycler.
5.1 Réactivation des charbons actifs
La méthode la plus simple de régénération consiste à réactiver les matériaux saturés dans un four statique ou un four tournant chez le producteur de charbons actifs. L’opération est réalisée à des températures comprises entre 900 et 1 200 ˚C en présence d’un oxydant du type vapeur d’eau ou CO2. Ce type de réactivation s’applique à des charbons actifs saturés par des composés organiques. Les polluants sont désorbés et dégradés en CO2 et H2O. Si des composés minéraux sont présents dans l’adsorbant, ils se retrouveront sous la forme d’oxydes qui risquent de boucher l’accès à la porosité. La réactivation donne une perte de charbon estimée entre 5 et 20 % [15].
HAUT DE PAGE5.2 Régénération thermique in situ
La réaction d’adsorption étant exothermique, la régénération in situ des matériaux poreux préalablement saturés peut se faire par apport de chaleur. Différentes voies sont envisageables soit en utilisant une source de chaleur externe et un fluide caloporteur, soit par chauffage intrinsèque de l’adsorbant. Cependant, quelle que soit la technologie utilisée, le système comprend toujours un ensemble d’opérations comme cela a été montré sur la figure 6.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LE CLOIREC (P.) - Les composés organiques volatils (COV) dans l’environnement - . 734 p. Tec & Doc Lavoisier Paris ISBN 2-7430-0232-8 (1998).
-
(2) - BICOCCHI (S.) - Les polluants et les techniques d’épuration des fumées - . 188 p. Tec & Doc Lavoisier Paris ISBN 2-7430-0268-9 (1998).
-
(3) - POPESCOU (M.), BLANCHARD (J.M.), CARRÉ (J.) - Analyse et traitement physico-chimique des rejets atmosphériques industriels - . 854 p. Tec & Doc Lavoisier Paris ISBN 2-7430-0247-6 (1998).
-
(4) - YOUNG (D.M.), CROWELL (A.D.) - Physical adsorption of gases - . 426 p. Butterworths London UK (1962).
-
(5) - BRUNAUER (S.), DEMING (L.S.), DEMING (N.S.), TELLER (E.) - * - J. Am. Chem. Soc., Vol. 62, 1723 (1940).
-
(6) - RUTHVEN (D.M.) - Principles of adsorption and adsorption processes - ....
Arrêté du 2 février 1998, Journal officiel du 3 mars 1998, relatif aux prélèvements et à la consommation d’eau ainsi qu’aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l’environnement soumise à autorisation.
Arrêté du 29 mai 2000, Journal officiel du 13 août 2000 portant modification de l’arrêté du 2 février 1998, Journal officiel du 3 mars 1998, relatif aux prélèvements et à la consommation d’eau ainsi qu’aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l’environnement soumise à autorisation.
HAUT DE PAGE
Cette liste n’est pas exhaustive.
Actitex :
Carbone Industrie :
http://www.messier-bugatti.com/carb-ind/cadre1.htm
Céca :
Chemviron Carbon :
http://www.chemvironcarbon.com
Degussa France :
Dow France :
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