Parmi les technologies utilisables en traitement et épuration d’air et de gaz, 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 utilisés [G 1700] [G 1835] [J 3921]. On les retrouve dans la purification des gaz [BE 8856] ainsi que des liquides. En effet, ces procédés d’adsorption permettent d’éliminer dans une phase gazeuse un grand nombre de molécules présentes, comme les composés organiques volatils (COV) [G 1835] [J 3928], les molécules odorantes ou encore les dioxines et les furannes [G 1820]… Leur mise en œuvre permet de traiter de larges gammes de concentrations allant d’émissions à fortes teneurs (quelques g · m–3) à des ambiances hyperdiluées de quelques µg · m–3. Le dimensionnement des installations est réalisé pour des débits d’air à traiter pouvant aller de quelques m3 · h–1 jusqu’à environ 50 000 m3 · h–1 pour des systèmes de type modulaire .
La réglementation (arrêtés du 2 février 1998 et du 29 mai 2000 ainsi que les arrêtés d’applications spécifiques) concernant les niveaux de rejets dans l’atmosphère implique la mise en œuvre de technologies de traitement d’air fiables et performantes. Les procédés par adsorption se placent donc parmi les techniques les plus attractives et les plus pratiques dans un grand nombre d’applications industrielles ou domestiques. 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 ou des gaz.
L’objectif de cette présentation est d’aborder les concepts, les matériaux, les outils, les procédés et les technologies de l’adsorption en traitement de l’air. Ainsi, nous aborderons successivement :
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les mécanismes de transfert gaz-solide ainsi que les équations cinétiques et d’équilibre ;
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les matériaux adsorbants les plus utilisés du fait de leur porosité et de leur grande surface spécifique ;
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les principaux procédés d’adsorption continus, en traitement d’air, utilisés en particulier dans l’élimination de familles de composés volatils et de molécules odorantes ;
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la désorption et la régénération des adsorbants dans des procédés discontinus ou continus.
