Les types d'épuration des rejets gazeux

Elimination des odeurs

Les odeurs sont peuvent être produites par des composés présents à des teneurs très faibles (jusqu'à 0,1ppb en volume) dans l'évent.
Deux moyens pour éliminer des composés à des teneurs aussi faibles:
- absorber le gaz dans une solution aqueuse contenant un composé neutralisant ou oxydant.
L'absorbtion est généralement effectuée dans une colonne à garnissage employée à contre courant.
- adsorber les composés indésirables sur charbon actif.
- condenser la vapeur d'eau contenue qui dans de nombreux cas entraînera avec elle une partie des substances odorantes
- incinérer l'effluent

Elimination des composés volatils

Les composés volatils contenus dilués dans un effluent gazeux peuvent en être séparés, si le produit récupéré peut être valorisé, par:
- condensation à basse température
- lavage par un solvant lourd ou une huile
- adsorption sur charbon actif
Si les composés contenus ont peu de valeur, l'effluent peut être incinéré.

Elimination des poussières

Les plus grosses particules peuvent être éliminées en faisant transiter l'effluent par un cyclone.

Les plus fines devront être éliminée par filtration.
Des filtres à manches ou à poche sont généralement utilisés dont le décolmatage périodique peut être automatisé.

Les particules de taille intermédiaire (1 à 100µm) peuvent être captée par lavage du gaz. Le "mouillage" des particules facilite leur récupération en suspension dans le liquide.

Elimination des brouillards

Les brouillards sont constitués d'une dispersion de fines particules liquides dans un gaz, trop fines pour décanter naturellement.
On pourra faire passer l'effluent sur un dévésiculeur dont le rôle est de favoriser le rassemblement des fines gouttelettes pour en former de plus grosses, qui décanteront naturellement.

Absorption par une huile

Ce procédé convient particulièrement à la purification d'un air chargé en solvants à concentration élevée.
Dans une colonne garnie,le flux gazeux est mis en contact à contre-courant avec une huile peu volatile, qui absorbe les composés polluants.
Les solvants absorbés sont séparés de l'huile dans une colonne de stripping sous l'effet combiné ou non:
- d'une température élevée
- du vide
- d'un débit de vapeur.
L'huile ainsi régénérée peut être recyclée vers la colonne d'absorption, tandis que les solvants condensés peuvent être recyclés dans le procédé.

Adsorption sur charbon actif

La purification de l'air par absorption sur charbon actif est un procédé avantageux pour des concentrations en polluants très faibles, lorsque les autres procédés sont peu efficaces.
Applications:
- désodorisation
- élimination de substances très nocives
- élimination de composés chlorés qui ne peuvent être incinérés
Limites d'emploi:
- la poussière ainsi que les substances polymérisables présente dans le gaz à traîter encrasseront irrémédiablement l'adsorbant
- l'humidité présente dans le gaz à traîter limitera la capacité du charbon vis à vis des autres polluants organiques
- les solvants miscibles à l'eau seront difficiles à séparer après régénération de l'adsorbant

Absorption sur polymères

(Procédé Combi-ad de Chematur Engineering)
L'absorption se produit quand l'air pollué traverse les lits fluidisés de polymères.
Plusieurs absorbants travaillent simultanément, ce qui permet d'absorber en même temps différents solvants de points d'ébullition différents.
Les polymères sont désorbés à l'air chaud en continu puis retournés vers l'absorbeur.
Les solvants sont incinérés et la chaleur fournie sert à réchauffer l'air de désorption.
Cette technique permet de purifier plus d'un million de m3 / heure d'air pollué.

Condensation cryogènique

Cette technique se base sur la diminution de tension de vapeur des composés avec la température.
Le fluide réfrigérant est un fluorocarbone ou de l'ammoniac pour atteindre des températures de l'ordre de -30°C. Celui-ci est alors inclu dans un groupe frigorifique à compression et recyclé.
Le fluide réfrigérant est de l'azote liquide si des températures nettement inférieures doivent être atteintes. Dans ce cas l'azote est perdu.
Par condensation directe le flux gazeux est mis en contact avec les solvants liquéfiés et sous refroidis.
Par condensation indirecte, le refroidissement est assuré par des échangeurs de chaleur.
Si un givrage est redouté, les échangeurs peuvent être montés par paire pour éventuellement être permutés en cas de besoin.
Cette technique présente l'avantage de permettre le recyclage direct des solvants récupérés sans autre opération.
Applications:
- débits à traîter faibles (<5000m3/h)
- teneur en polluant élevée (>20g/m3)

Perméation de vapeur

Le gaz à épurer contenant des composés condensables est mis en contact avec une membrane. Une différence de pression est maintenue de part et d'autre de cette membrane par un compresseur coté du gaz à épurer et / ou une pompe à vide de l'autre coté.
Au contact de cette membrane, les composés les plus lourds se fixeront à la surface puis diffuserons au travers pour être libérés gazeux sous forme concentrée coté aval.
On parle de solution-diffusion.
Les composés extraits peuvent être condensés ou recyclés gazeux dans le procédé selon le cas.
Le taux d'extraction peut être de 95%.
Les membranes sont constituées d'une mince couche active en polydiméthylsiloxane (PDMS) en contact avec le gaz à épurer, supportée par un milieu poreux chargé d'assurer la résistance mécanique de la membrane et de favoriser la diffusion des composés extraits.

Incinération

L'incinération est un moyen efficace de destruction des composés organiques volatils contenus dans un flux d'air.
Si le flux est intermitent mais à fort débit (échappements de soupapes par exemple), on installera une torchère.
Si le flux de gaz combustible est dilué, on installera un incinérateur avec un complément de combustible pour entretenir la combustion et un système de récupération de chaleur.
Cet incinérateur pourra être:
- un simple brûleur de four ou de chaudière
- catalytique pour opérer à plus basse température
- régénératif pour un rendement thermique maximal