Régénération à la vapeur ou au gaz inerte ? Comment choisir

Les systèmes qui récupèrent les solvants contenus dans les émissions de divers processus industriels retiennent le solvant en utilisant du charbon actif, un matériau microporeux spécial, qui est traversé par l’air pollué : c’est le même principe que celui utilisé par la hotte aspirante dans la cuisine pour abattre les odeurs.

Comment récupérer le solvant du charbon actif pour le réutiliser ?

Pour réaliser cette opération essentielle, le charbon actif doit être chauffé avec un fluide dont les caractéristiques doivent être telles que la séparation ultérieure du fluide et du solvant récupéré soit aisée, sans créer de conditions dangereuses. Cette opération diffère, en termes techniques, selon le type de solvant utilisé.

Régénération de solvants insolubles dans l’eau à l’aide de vapeur

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L’étude de la solubilité d’un composé organique est une aide précieuse pour obtenir des informations sur sa structure ; la régénération des solvants se fait donc principalement à l’aide de vapeur : dans une première phase, la vapeur chauffe le charbon actif ; dans une phase ultérieure, le solvant est libéré du charbon et « transporté » par la vapeur vers une unité de condensation, où le solvant et la vapeur sont refroidis et condensés, devenant liquides ; la séparation se fait ensuite par gravité, dans un réservoir spécial appelé séparateur de phase (car il sépare la phase aqueuse de la phase solvant) : le solvant, qui est généralement plus léger que l’eau, est séparé par le haut et est alors prêt à être réutilisé dans la production. La phase aqueuse, quant à elle, peut être éliminée ou traitée en vue d’une réutilisation.

Parmi les solvants insolubles dans l’eau les plus couramment utilisés dans les processus industriels et récupérables dans les systèmes de charbon actif, on trouve les suivants :

  • benzène
  • toluène
  • xylène
  • hexane
  • heptane

Brofind a développé une expérience spécifique dans le domaine de la régénération des solvants par des installations de vapeur insoluble en concevant et en installant, par exemple :

Régénération de solvants solubles dans l’eau à l’aide de gaz inerte

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Les solvants solubles dans l’eau, en revanche, nécessitent un fluide avec lequel ils ne se mélangent pas : la vapeur est donc préférée à l’azote, qui est un gaz inerte qui, contrairement au solvant à récupérer, reste toujours gazeux dans les conditions de température et de pression de fonctionnement d’une installation de récupération de solvants. L’azote est ensuite chauffé, transférant à son tour la chaleur au charbon actif ; lorsque le solvant est libéré du charbon actif, en phase gazeuse, il est envoyé dans une unité de refroidissement et de condensation ultérieure, où seuls le solvant et le peu d’eau retenue par le charbon actif et contenue dans l’humidité de l’air purifié se condensent.

Le solvant peut ensuite être réutilisé tel quel ou être déshydraté ou distillé.

L’avantage de l’utilisation de l’azote comme fluide de régénération est également de maintenir un environnement inerte dans lequel une atmosphère explosive ne peut pas se former, comme on peut le voir  depuis l’article de l’Institut national d’assurance contre les accidents du travail.

L’utilisation de gaz inerte rend certes l’installation de récupération des solvants plus complexe et plus coûteuse que celle qui utilise de la vapeur, mais elle évite d’avoir à installer une installation supplémentaire pour traiter l’eau obtenue par condensation de la vapeur : de cette manière, aucune eau n’est produite pour être éliminée. L’azote peut être obtenu auprès de fournisseurs de gaz techniques ou peut être autoproduit en installant un générateur d’azote, qui permet de produire de l’azote en le séparant de l’air que nous respirons. 

Dans certaines circonstances, la régénération avec un gaz inerte peut également avoir lieu en appliquant un léger vide, ce qui facilite la libération des solvants du charbon actif et réduit ainsi l’énergie nécessaire pour chauffer les charbons.

Tableau des solvants solubles dans l’eau

  • acétate d’éthyle
  • acétate de propyle normal
  • MEK
  • acétone
  • alcool éthylique
  • alcool isopropylique

Brofind a développé une expérience spécifique dans le domaine de la récupération des solvants solubles à l’aide de systèmes à gaz inerte, en concevant et en installant, par exemple :