Procédé DAVID - Odeurs
Modèle traitement rejets gazeux canalisés en milieu industriel


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:

Principaux composés
 
Air (O2: 4,8% et N2: 34,6%)
80% (8 m3) Stripping sur une installation
Impuretés diverses (composés minoritaires) dont:
20 % (2 m3)
Hydrogène sulfuré (H2S)
10 618 mg/m3
Dioxyde carbone (CO2) Concentration moyenne de l'air ambiant
735 mg/m3

Mercaptans dont:


methanethiol
48 mg/m3

Ethanethiol
64 mg/m3


Propanethiol

88 mg/m3

Butanethiol
63 mg/m3

Autres diverses impuretés odorantes

 

Ammoniac NH3

0,3 mg/m3

Butanol

21 mg/m3

Alcool isopropylique

48 mg/m3

Acetone

63 mg/m3

Butanone-2

135 mg/m3

Acétate de butyle

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
    • Rappel

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
        formée
      • Sel (NaCl) : 45 Kg
      • 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.com/exemple-industrie.htm

Annexe

 


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