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Absorption de HCl

Des procédés pour purifier des gaz résiduaires ou pour produire de l'acide chlorhydrique concentré aqueux

GÉNÉRALITÉS


Le chlorure d'hydrogène est produit comme sous-produit ou comme gaz résiduaire par une diversité de procédés dans les industries de traitement. Dans plusieurs pays, il existe des niveaux d'émission maximaux strictes pour le chlorure d'hydrogène, qui entraînent la nécessité de l'éliminer des flux de gaz résiduaires. Ceci est tout simplement réalisé en l'épurant du gaz résiduaire, ou lorsque les quantités sont suffisamment grandes, en l'absorbant pour produire de l'acide chlorhydrique.
Le chlorure d'hydrogène a une grande affinité pour l'eau et l'absorption peut facilement être réalisée aussi longtemps qu'un procédé approprié est disponible pour mettre en contact le gaz et l'eau. L'absorption du chlorure d'hydrogène dans l'eau entraîne la génération d'une grande quantité de chaleur qui doit être enlevée du système. La concentration maximale théorique qu'on peut obtenir est dépendante de la température et de la pression partielle du HCl dans le gaz résiduaire entrant dans l'unité.

Le procédé d'absorption de HCl le plus approprié, pour une quelconque application donnée, dépend de la nature de l'alimentation et du produit final. Les trois types de procédé de base sont des épurateurs de HCl fonctionnant par lots ou des absorbeurs adiabatiques ou isothermiques fonctionnant continuellement.

Le chlorure d'hydrogène et l'acide chlorhydrique sont des produits hautement corrosifs et vont attaquer tous les matériaux de construction utilisés dans les industries de traitement chimique. Le verre borosilicate est le de matériau construction idéal, puisqu'il peut contenir du chlorure d'hydrogène gazeux, de l'acide chlorhydrique et toutes impuretés présentes à l'exception de l'acide fluorhydrique.

Épurateur HCl avec ou sans neutralisation


L'épurateur de gaz HCl représente la forme la plus simple d'un absorbeur HCI qui fonctionne continuellement par rapport au flux de gaz et par lots par rapport au liquide absorbant. Il trouve une application particulière lorsque la concentration du chlorure d'hydrogène est faible et lorsque d'autres traitements permettant de produire de l'acide chlorhydrique présentent un avantage économique. L'objectif est d'éliminer le HCl des flux de gaz résiduaires. Dans ce type d'unité, le rapport liquide sur le gaz dans la colonne est généralement très élevé. Toute génération de chaleur par la solution dans le procédé sera donc absorbée par la phase liquide, éliminant la nécessité de refroidisseurs. Une concentration augmentée ou une quantité totale augmentée de HCl dans le flux gazeux peut nécessiter l'élimination de la chaleur générée, ce qui est réalisée par un refroidisseur placé dans la boucle de recirculation. L'ajout d'hydroxyde de sodium au liquide d'absorption neutralise le HCl absorbé et améliore ainsi le transfert massique rendant plus efficace le processus d'épuration. Afin de réaliser ceci, un récipient permettant de contenir le liquide d'absorption neutralisant est placé avec une pompe à la base de la colonne. On fait circuler ce liquide à travers la colonne, absorbant continuellement le HCl gazeux jusqu'à ce que le liquide d'absorption est neutralisé par semi-lots. Ceci peut être continuellement surveillé par la mesure du pH.

Épurateur de HCl DN200

Scrubber

Absorption de HCl dans l'eau

 

L'absorption de chlorure d'hydrogène dans l'eau est fortement exothermique ~2100 kJ/kg HCl, ce qui veut dire que le liquide d'absorption se réchauffe facilement. Des concentrations élevées de HCl dans l'eau peuvent être obtenues seulement à des températures inférieures à 40 °C. Afin de maintenir des températures aussi faibles, l'élimination de l'énergie d'absorption est nécessaire. Cette élimination est réalisée de différentes façons, qui sont davantage décrites comme une absorption de HCl isothermique ou adiabatique.

Le point d'ébullition de l'acide chlorhydrique comme une fonction de la concentration en HCl

HCl-boiling point vs HCl-Concentration
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