Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’adsorption est l’un des processus le plus utilisé dans le traitement de l’air. Après avoir décrit les mécanismes de transfert et d’adsorption de molécules d’une phase gazeuse vers une surface solide, les adsorbants, et en particulier le charbon actif, sont présentés. Les différents procédés de mise en œuvre sont proposés en fonction de leurs applications industrielles : type d’effluent gazeux à traiter - composés organiques volatils, odeurs…-, des concentrations et des débits. Les méthodes de régénération sont aussi abordées.
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Adsorption on activated carbon is one of the most widely used processes in air treatment. After describing the mechanisms of transfer and adsorption of molecules in a gaseous phase onto a solid surface, adsorbents, and especially activated carbon, are presented. Different technologies are described according to their industrial applications: type of gaseous effluent to be treated (volatile organic compounds, odors, etc.), concentrations and flows. Regeneration methods are also discussed.
Auteur(s)
-
Pierre LE CLOIREC : Professeur des universités, directeur de l’ENSCR - École nationale supérieure de chimie de Rennes, France
INTRODUCTION
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 :
-
les mécanismes de transfert gaz-solide ainsi que les équations cinétiques et d’équilibre ;
-
les matériaux adsorbants les plus utilisés du fait de leur porosité et de leur grande surface spécifique ;
-
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 ;
-
la désorption et la régénération des adsorbants dans des procédés discontinus ou continus.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
VOC | adsorption | activated carbon | odors | air
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2003 par Pierre LE CLOIREC
DOI (Digital Object Identifier)
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Mise en œuvre des adsorbeurs
En anglais
3. Adsorption et adsorbeurs dynamiques
La mise en œuvre d’un adsorbant s’effectue généralement sous la forme d’un filtre, c’est-à-dire d’un lit fixe garni de particules (grains ou extrudés) au travers desquelles circule l’air à traiter. L’approche cognitive et dimensionnelle de ce type de réacteur implique l’étude de l’écoulement du fluide dans le garnissage et la connaissance des transferts de masse et de chaleur.
3.1 Écoulement. Pertes de charge dans un milieu poreux
Lors de l’écoulement du fluide dans le milieu poreux, la perte d’énergie se traduit par une différence de pression entre l’entrée et la sortie de l’adsorbeur. Cette perte de charge ΔP peut être calculée par des modèles classiques, comme celui de Carman-Kozeny-Ergun (cités par ) :
avec :
- H :
- hauteur de lit (m),
- U0 :
- vitesse dans l’adsorbeur supposé vide (m · s–1),
- S :
- surface spécifique volumique (m2 · m–3),
- ε0 :
- degré...
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Adsorption et adsorbeurs dynamiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LE CLOIREC (P.) - Les composés organiques volatils (COV) dans l’environnement. - Tec & Doc, Lavoisier, Paris, 734 p. ISBN 2-7430-0232-8 (1998).
-
(2) - BICOCCHI (S.) - Les polluants et les techniques d’épuration des fumées. - Tec & Doc, Lavoisier, Paris, 188 p. ISBN 2-7430-0268-9 (1998).
-
(3) - POPESCOU (M.), BLANCHARD (J.M.), CARRÉ (J.) - Analyse et traitement physico-chimique des rejets atmosphériques industriels. - Tec & Doc, Lavoisier, Paris, 854 p. ISBN 2-7430-0247-6 (1998).
-
(4) - YOUNG (D.M.), CROWELL (A.D.) - Physical adsorption of gases. - Butterworths, London, UK, 426 p. (1962).
-
(5) - BOTTANI (E.J.), TASCON (M.D.) - Adsorption by carbon. - Elsevier : Amsterdam, NL, 742 p. ISBN 978-0-08-044464-2 (2008).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Purification des biogaz – Élimination des COV et des siloxanes.
-
Transfert de matière- Cinétique du transfert de matière entre deux phases
-
COV (Composés organiques volatils).
(liste non exhaustive)
Ministère de la Transition écologique et solidaire : https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr
Environmental Protection Agency (EPA) : http://www3.epa.gov/enviro/facts/
Citepa – Inventaire SECTEN : http://www.citepa.org/fr/activites/inventaires-des-emissions/secten
HAUT DE PAGE(liste non exhaustive)
ADEME – Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie : http://www.ademe.fr/
CITEPA – Centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique : http://www.citepa.org/fr/
EUR-lex – Réglementation de l’Union européenne : http://eur-lex.europa.eu/homepage.html?locale=fr
INRS – Institut national de recherche...
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