deep oxidation of heterogeneous vocs: practice and feedback
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Related problems and solutions for oxidation technologies in heterogeneous VOCs control equipment.TRANSCRIPT
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Techniques d'oxydation des COVs dont hétérogènes:
choix technologiques, retour d'expérienceVOCs oxidation technologies including heterogeneous
compounds: equipment orientation and feedback
Dr S. Vigneron, Consultantwww.passair.org
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Regenerative Thermal OxidisersUtilisent des accumulateurs monolithiques. Efficacité thermique supérieure à 96,6 %
Recuperat ive Thermal OxidisersLa technologie la plus souple. Pour des concentrations en polluants élevées. Multiples possibilités de récupération d’énergie. Incinération combinée possible avec des déchets liquides.
Recuperative or Regenerat ive Catalyt ic OxidisersPour des concentrations en polluants modérées. Idéal pour les petits débits.Catalyseurs à base de métaux précieux.
SULFOX et WESPOxydation des polluants soufrés et récupération d ’acide sulfurique concentré.Catalyseurs au Platine ou/et V2O5.Dévésiculage sur électrofiltre humide (WESP).
Ceramics and catalystsVOCs, Sulfox, DeNOx
Produits
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Traitement de fuméesTraitements sec ou semi-sec utilisant la chaux ou le bicarbonate de sodium
Filtres à manchesTout types de poussières, cellulaires ou non, en ligne ou non
DeNOxRéduction catalytique sélective (SCR) ou Réduction catalytique non-sélective (SNCR).Catalyseur V2O5.
Produits
ManchesRéparation et maintenance d’installations
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Quelle technologie?
CONDENSATION MEMBRANE SEPARATION
ABSORPTION ADSORPTION
Techniques de récupération
BIOFILTRATION
Thermique récupératif Catalytic récupératif
THERMIQUE REGENERATIF Régénératif catalytique
OXyDATION ("COMBUSTION")
TECHNIQUES DESTRUCTIVES
SOLUTIONS EN FIN DE LIGNE
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Présentation générale
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Diagramme de sélection
11
1010
100100
10101010 100100100100 1.0001.0001.0001.000 10.00010.00010.00010.000
Cryo- condensation
Membranes
Condensation
Lavage
Biofiltration
Thermique & catalytique Oxydation
DébitDébit
(Nm(Nm(Nm(Nm 3333 /h)/h)/h)/h)
avec récupération Adsorption
100.000100.000100.000100.000
Adsorption
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Critères de sélection Effluents à traiter: débit, type/concentration de COV, Effluents à traiter: débit, type/concentration de COV,
procédés en amont, présences de poisons,...procédés en amont, présences de poisons,... Faisabilité de la récupération de solvantsFaisabilité de la récupération de solvants Efficacité d’abattement souhaitéeEfficacité d’abattement souhaitée Adaptabilité aux changements de conditions de procédéAdaptabilité aux changements de conditions de procédé Investissement et coûts de fonctionnement (incl. Investissement et coûts de fonctionnement (incl.
maintenance)maintenance) Espace disponibleEspace disponible Potentiel de récupération énergétiquePotentiel de récupération énergétique Génération éventuelle de polluants secondaires (eaux Génération éventuelle de polluants secondaires (eaux
usées, déchets solides, sous-produits ...)usées, déchets solides, sous-produits ...)
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Gammes de performancesOxidation
BIO
Adsorption Absorption Membrane
Thermal CatalyticProcess
(A.C.) CondensationRC RG RC RG (recovery unit)
Concentration range 5 to 20 < 10 < 15 < 10 (g/Nm3)Flow-rates (Nm3/h) (a) (b) (c) (c) (d) (c) (c) (e) (e)
Autothermicity (g/Nm3) 8 1 to 3 3 to 5 0,7 to 1,5
Outlet concentrations (mg/Nm3)
TOC < 20 < 20 < 20 < 20 < 150 < 150 < 150 < 150 500 to 1000CO < 100 < 20 < 20 < 20
NOx < 100 < 50 < 50 < 50
(a): 1000 - 100 000 (c): 100 - 100 000 (e): max 2000 RC: Recuperative unit A.C.: Active Carbon(b): 5000 - 100 000 (d): 1000 - 150 000 RG: Regenerative unit
< 20 < 20 > 4 > 4< 10
Residue odors concentrations (u.o./Nm3)> 1000 > 200 > 200 > 200 > 350 > 130 > 1000 - -
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Systèmes régénératifs
τ, sec
Conversion
Combustion chamber
PackingPacking
RTORTO
τ, sec
Packing Packing
Catalyst
RCO
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Types de garnissages
Saddles:Saddles: efficacité thermique de 95 %efficacité thermique de 95 %
MonolithesMonolithes efficacité thermique de 96,6 à 98 %
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Principe
Effluent chargé en COVà 20 °C
Flow 1
Flow 2
Flow 3
Effluentépuré
à 44 °C
Chambre de COMBUSTION
820 °C, 1 sec. tps résidence
Vannes de purge
Lit
de
céra
miq
ue
Vers entréeventilateur
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Efficacité thermique
En mode récupératif : fixée par la surface En mode récupératif : fixée par la surface d’échange. Valeurs classiques: 50-70 %d’échange. Valeurs classiques: 50-70 %
En mode régénératif : fonction du volume de En mode régénératif : fonction du volume de céramique et du temps de cycle. De 95-98 %céramique et du temps de cycle. De 95-98 %
T.E. = Tox - Tsortie
Tox - Tentrée
T.E. = Tox - Tsortie
Tox - Tentrée
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Efficacité et températures
Pertes de charge dans le système KVT: 250 mmCEPertes de charge dans le système KVT: 250 mmCE
T.E.T.E. TT oxid oxid T outT out TT diff diff
RTORTO 97 %97 % 820 C820 C 44 C44 C 24 C24 C
RTORTO 95 %95 % 820 C820 C 60 C60 C 40 C40 C
RCCORCCO 70 %70 % 400 C400 C 134 C134 C 114 C114 C
RCTORCTO 70 %70 % 750 C750 C 239 C239 C 219 C219 C
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Bloc diagramme
LITFROID
LIT ENPURGE
CHAMBRE DECOMBUSTION
LITCHAUD
RECUPERA-TEUR
RECUPERA-TEUR
SECOND.
Emission
100 %
0 %
10 % 0 %
CHEMINEE
VENTILATEUR
By-passe chaud
Boucle de retour
Air dedilution
0 %
0 %
100 %
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Quick tour d’un AutothermStructure et réacteurs
Vue d’un réacteur
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…quick tour d’un AutothermChambre decombustion
Détail intérieur
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Chambre de combustionBurner hole / Baffles
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Produits d’oxydation
COVS = H – C – O CO2 + H2O + chaleur
COVS hétérogènes:
+ HCl /HF /SOx / Nox+ SnO2/SiO2
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Problématique de la corrosion
A basse température (< 120 deg C): condensation des acides
A haute température (> 450 deg C): corrosion chimique au chlore
Attaque de l’isolation
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Solutions faciles
Placer le RTO dans son entierté à une température supérieure au point de rosée humide et acide
Préchauffer l’effluent
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By passe chaud
LITFROID
LIT ENPURGE
CHAMBRE DECOMBUSTION
LITCHAUD
RECUPERA-TEUR
RECUPERA-TEUR
SECOND.
Emission
100 %
0 %
10 % 0 %
CHEMINEE
VENTILATEUR
By-passe chaud
Boucle de retour
Air dedilution
0 %
0 %
100 %
Boîte demélange
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Solution + difficile
• Résistance des aciers et alliages
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Changer de système d’isolation
Eviter le contact des éléments de fixation à haute température
Favoriser les compositions sans alumine
Recours à des systèmes multi-couches
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Utilisation de blocs
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+ couche thermodurcissable
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Et prévoir les réparations
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Post traitement
27
LITFROID
LIT ENPURGE
CHAMBRE DECOMBUSTION
LITCHAUD
EmissionCHEMINEE
VENTILATEUR
Air dedilution0 %
100 %
By-passe chaud100 %
By-passe chaud
Injectionde chaux
REACTEUR
FILTRE
By passe
Emission
CHEMINEE
100 %
Injectionde chaux
REACTEUR
FILTRE
By passe
RécupérateurRéacteurcatalytique
Dilution air
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Traitement sec ou humideLim e s to ne calcium sulfite : CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 Lim e calcium sulfite : Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O
Ca us tic s o d a soda sulfite or bisulfite (NaHSO3)
2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2OSo d ium bic a rbo na te sodium sulfate
2 NaHCO3 + SO2 + ½ O2 → Na2SO4 + H2O + 2 CO2
Ma g ne s ium Hydro x yd e magnesium sulfiteMg(OH)2 + SO2 → MgSO3 + H2O
Se a wa te r: SO2 + H2O + ½O2 → SO42- + 2H+
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Bouchage SiO2
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Traitement émissions MTBCl3, TFA et TEOS (glaces solaires)
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Exemple de COVs hétérogènes
MTBCl3 2 C4H9Cl3Sn + 13 O2 8 CO2 + 6 H2O + 2 SnO2 + 6 HCl
1 g de MTBCl3 0,534 g SnO2 + 0,3876 g HCl. Acide trifluoroacétique (TFA) :
2 C2F3HO2 + 2 H2O + O2 4 CO2 + 6 HF 1 g de TFA 0,526 g d’HF.
Orthosilicate de Tétraéthyle (TEOS) :
C8H20O4Si + 12 O2 8 CO2 + 10 H2O + 4 SiO2
1 g de TEOS 0,134 g SiO2.
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Bouchage échangeur
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Conclusion1) Bien connaître son effluent, dont la
nature des composés acides: qualité du cahier de charges!
2) Coûts d’investissement différents3) Evaluer la maintenance4) Travailler avec des spécialistes