WO2011124773A1 - Method for eliminating alkali metal halides in gaseous phase - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of the elimination of alkaline compounds in the gaseous phase, and more particularly to the alkaline halides in the gas phase, that is to say in combustion fumes, synthesis gases, etc.
- the hot gases leaving the gasification units are sent to exchangers with a water exchanger to produce steam which will drive a turbine to produce energy.
- These gasification units can also be used to produce hydrogen.
- the synthesis gas is sent to a water gas reaction reactor ("water-gas shift" according to the English terminology).
- IGCC Integrated Gasification Combined Cycle
- alkaline compounds may be present in these gases.
- sodium and potassium are among the most common.
- alkaline halides are often in the form of alkaline halides.
- the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by providing a simple and inexpensive method for removing alkali halides present in the gases and for example synthesis gases or gases from the combustion of solid material, liquid (coal, wood, straw, garbage ).
- the present invention proposes a process for eliminating at least one alkaline halide consisting of a halogen element and an alkaline element contained in a gaseous feedstock comprising at least one step of contacting the gaseous feedstock with a feedstock.
- first material comprising at least one metal oxide under conditions permitting the capture of the halogen element and at least a part of the alkaline element in the form of a solid of perovskite structure, the other part of the alkaline element being found in a gaseous effluent in the form of alkaline monoxide.
- the contact temperature of the gaseous feed with the material is greater than or equal to 200 ° C.
- the contacting of the gaseous feed with the material is carried out at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa and a temperature of between 200 ° C. and 1500 ° C.
- the alkaline halide is of formula CX, C being a group 1 element of the Mendeleev classification, chosen from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and X a member of group 17 of the Mendeleev classification, selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
- the metal oxide is of formula BO, O being oxygen and B a group 2 element of the Mendeleev classification selected from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium .
- the method comprises a second step of contacting the gaseous effluent from the first step with a second material comprising at least one metal oxide under conditions allowing capture in the form of a solid alkaline monoxide, found in the gaseous effluent.
- the contact temperature of the gaseous effluent with the material of the second step is greater than or equal to 200 ° C.
- the contacting of the gaseous effluent with the material of the second step is carried out at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa and a temperature of between 200 ° C. and 1500 ° C. ° C.
- the metal oxide of the second material is of formula AxOy, O being oxygen and A is an element belonging to group 13 of the Mendeleev classification chosen from boron, aluminum , gallium, indium, thallium and / or group 14 of the Mendeleev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, lead.
- the charge consists of combustion fumes or gases from a combustion or synthesis gas.
- FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention.
- FIG. 2 is a schematic representation of another embodiment of the invention.
- the present invention relates to a process for removing alkali compounds in the form of alkali metal halides from a feed containing alkali metal halides.
- Alkali halide or alkali metal halide is any compound of the general formula CX wherein C is a group 1 element of the Mendeleev classification, selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and X is a member of group 17 of the Mendeleev classification, selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
- alkali halides may be sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium fluoride (NaF), lithium iodide (Lil) ...
- the process for the elimination of the alkaline compounds according to the invention comprises at least a first step (step 1) during which the filler comprising at least one alkaline halide is brought into contact with a first material comprising at least one metal oxide with temperatures greater than or equal to 200 ° C.
- the metal oxide of the first step is of formula BO, with O for oxygen and B is a group 2 element of the Mendeleev classification, selected from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium.
- the purpose of this first step is to capture all of the halogen and a large portion of the alkaline element in solid form. The uncaptured portion is found in the form of gaseous alkaline monoxide.
- the entire gas stream, containing the halides of alkaline compounds undergoes the first step.
- the process for removing alkaline compounds according to the invention may comprise a second step (step 2) during which the gaseous effluent from step 1 is then brought into contact with a second material comprising at least one metal oxide. at a temperature greater than or equal to 200 ° C.
- the metal oxide of the second step has the formula AxOy, in which A is an element belonging to in group 13 of the Mendeleyev classification selected from boron, aluminum, gallium, indium, thallium and / or 14 of the Mendeleyev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, the lead.
- the purpose of this second step is to capture in solid form the alkaline gas monoxide formed in step 1.
- the entire gas stream, containing the halides of alkaline compounds undergoes the two steps.
- the method according to the invention thus comprises either the first step (step 1), or the first step and the second step (steps 1 and 2).
- the second step makes it possible to trap the remaining alkali halides.
- the principle of the invention is based on reactions of phase transformations of the various solids according to the following reactions:
- This step 1 makes it possible to trap all of the halogen element X in the form of a solid ( ⁇ -2 ⁇ ) ⁇ . ( ⁇ ) ⁇ 2 , a structural solid commonly called “perovskite", and to trap 100% of the element alkaline initially present in the charge.
- step 1 A portion of the alkaline element, [100%] of the alkaline element contained in the initial charge, leaves step 1 as the gaseous alkaline monoxide to undergo step 2.
- step 2nd step :
- step 2 the alkaline monoxide is captured and converted by a solid of type A x O y , where A is a member belonging to group 13 of the Mendeleev classification selected from boron, aluminum, gallium indium, thallium and / or 14 of the Mendeleyev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, lead, and x and y being integers between 1 and 10, which undergoes a reaction of phase transformation according to one of the following reactions given as an example: ⁇ C 2 0 + ⁇ A x Oy -> ⁇ C 2 A x O (y + i ) ⁇ C 2 0 + ⁇ n A x O y -> ⁇ C 2 AnxO (ny + 1)
- Step 2 traps the remainder of the alkaline element contained in the feedstock and processed in step 1.
- the initial metal oxides of stage 1, belonging to group 2 of the Mendeleev periodic table can be in mass form, that is to say in pure form, for example magnesium oxide (MgO). ) in the form of pericalase or calcium oxide (CaO) in the form of quicklime or mixed with each other.
- a mixture of initial metal oxides used in the context of step 1 of the invention is a mixture of magnesium oxide MgO and calcium CaO as CaMgO 2 , Ca 2 MgO 3l Ca 3 MgO 4 , Ca 4 MgO 5 , CaMg 2 O 3 , CaMg 3 O 4 ...
- the initial metal oxides used for stage 2, belonging to group 2 of the periodic table of Mendeleev may be in bulk form, that is to say in pure form, or in a mixture with each other .
- the proportions of the mixture depend on the enthalpies of reactions related to the selected adsorbent and the operating conditions of the reaction, in general the temperature.
- a mixture of initial metal oxides used in the context of the invention is a mixture of Al 2 O 3 alumina and SiO 2 silica, such as Kyanite or Sillimanite of the same general formula Al 2 O 3 .SiO 2 or Metakaolinite. of general formula AI 2 0 3 .2Si0 2
- the initial metal oxides used for step 1 and 2 may be supported on carrier materials such as silicas, or aluminas, or silica-aluminas, or any other solid support materials well known to those skilled in the art.
- Solid support materials such as natural or synthetic zeolites can be considered in the present invention. By way of example, mention may be made of faujasites, mordenites, X and Y zeolites.
- the initial metal oxides used for stage 1 may also be placed on support materials such as natural or synthetic clays. aluminates, silicates, titanates, spinel structures.
- the metal content of the initial metal oxides supported is between 0.01% by weight and 15% by weight, preferably between 0.01% by weight and 7% by weight, more preferably 0.01% and 5% by weight. .
- the initial metal oxides used for step 1 and 2 may be in a mixing material.
- the mixing material comprises the support as well as compounds involved in the preparation of the support, such as, for example, binders, additives, diluents, blowing agents.
- lubricant additives may be used (stearic acid, graph, etc.), additives (starch, etc.), clay additives (montmorillonite, kaolinite, etc.) or any other known additive of the skilled person.
- the material preferably comprises more than 15% by weight of metal oxide, more preferably more than 50% by weight of metal oxide, and even more preferably more than 90% by weight. of metal oxide.
- the initial metal oxides used for step 1 and 2 may be in solid or liquid form, in the form of powder, beads or extrudates.
- the invention does not require any particular restriction as to the shape of the metal oxide used.
- the material (mixing material, support material or any other material known to those skilled in the art) used for step 1 comprising at least one initial metal oxide with which the charge is placed in contact with the material (material mixture, support material or any other material known to those skilled in the art) used for step 2 comprising at least one initial metal oxide with which the charge is put in contact can thus comprise between 0.01% by weight and 100% weight of metal oxide.
- the feedstock of the process according to the invention contains between 0.0001% by volume and 100% by volume of alkali metal halides in gaseous form, preferably between 0.0001% by volume and 50% by volume of alkaline halides and more preferably between 0.degree. 0001% by volume and 10% by volume of alkali halides.
- the feedstock of the process according to the invention may be an effluent from coal gasifier, wood, biomass, household waste, or any gas resulting from combustion or incineration.
- the feed may be an effluent from a partial hydrocarbon redox unit.
- the table below shows the contents of sodium and potassium present in the gases at the gasifier outlet according to the charge used in the gasifier.
- the conditions for carrying out the reaction between the metal oxides of step 1 and step 2 and the gaseous feedstock containing the alkaline halides CX are chosen so as to keep the alkali halide of the filler and the alkaline monoxide from step 1 in gaseous form, therefore at temperatures greater than or equal to 200 ° C.
- the contact between the feed comprising alkaline halides and the metal oxides used in steps 1 and 2 can be carried out under the conditions of availability of the feed, at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa. preferably between 0.1 MPa and 0.3 MPa and a temperature between 200 ° C and 1500 ° C, preferably between 500 ° C and 1100 ° C.
- the contacting between the feed comprising the alkali metal halides CX and the metal oxides used in steps 1 and 2 can be carried out at a pressure of between 0.1 and 0.3 MPa, and a temperature of between 200 ° C and 1500 ° C, and preferably between 500 ° C and 1100 ° C.
- the treatment according to the process of the invention of other gaseous feeds such as gaseous gases can be carried out under pressure conditions of between 0.2 MPa and 20 MPa, and temperatures of between 200 ° C. and 1500 ° C. C and preferably between 500 ° C and 1100 ° C.
- the contacting between the metal oxides used in steps 1 and 2 of the process and the feed containing the alkali halides can be carried out in multiple ways.
- This contacting can be carried out in a gas-solid or liquid-solid contacting column well known to those skilled in the art.
- the solid metal oxides used in steps 1 and 2 may be attached to the column members, for example on the distributor trays or on the packing of the column, or used as such as a packing element of the column.
- the charge comprising the alkaline halide arriving via the charge conduit (2) can be brought into contact with the initial metal oxide of the suspended step 1B. in a liquid solvent contained in a first chamber (5).
- the halide purified gases and the alkaline oxides formed in step 1 are discharged through the duct.
- the contacting can be carried out in beds.
- the contacting can be carried out by scanning the effluent comprising alkaline halides CX arriving via the effluent inlet duct (13) into a first reactor (11) containing the oxide. BO metal disposed in the form of fixed beds (12).
- the gaseous effluent purified from the halides and containing the alkaline oxides released by the reaction produced in the first step is discharged from the first reactor (11) via the conduit (14) from the first reactor (11).
- This gas is then sent in the second step via the conduit (17) arriving at a second reactor (15) containing the metal oxide AxOy disposed in the form of fixed beds (16).
- the alkaline depleted effluent is discharged from the reactor via line (18) from the top of the second reactor (15).
- the technique of the moving bed it is possible to use the technique of the moving bed.
- the charge comprising the alkaline halides is contacted in a reactor with the initial metal oxide BO in the form of powder or particles.
- the circulation of the charge makes it possible to drive the particles maintaining a homogeneous and disjoint distribution of the metal oxide particles BO. It is the same for the second stage.
- a method comprising a step
- This experiment was carried out in a pilot unit in which the impurity in solid form is placed in a cup that can be heated up to 1000 ° C. A mass of 0.3 gram of sodium chloride (NaCl) is placed in this cup. The whole is heated to room temperature at 840 ° C. Nitrogen is injected into the system at a rate of 25 ml / minute. Under the influence of temperature, the NaCl solid melts at about 800 ° C. The nitrogen injected into the system will drive the sodium chloride vapor to an adsorbent downstream in the equipment. The adsorbent consists of a mass of 4.8 g of magnesium oxide (MgO). The cup containing the sodium chloride is maintained at 840 ° C.
- MgO magnesium oxide
- Example 2 A second experiment was carried out with the same apparatus and under the same conditions as in Example 1.
- the sodium chloride was heated at 840 ° C. and the adsorbent of step 1 (MgO) at 890 ° C. for 24 hours.
- a second module was added to the previous experimental setup containing the adsorbent of the second process step. This module contains 8.3 grams of silica S1O 2 . This silica is heated at 790 ° C for 24 hours.
- the cup containing the sodium chloride is weighed before and after experimentation. This difference in weight shows that 0.12 grams of sodium chloride was vaporized and passed through both adsorbents.
- the lines at the exit of the Second adsorbent are washed with deionized water.
- the sodium content of the washings makes it possible to know the quantity of sodium not taken up by the adsorbents.
- the analyzes show that the sequence of the two steps made it possible to capture 99.6% of the sodium injected into the system.
- This second example illustrates the fact that the process according to the invention makes it possible to capture almost all the sodium.
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Abstract
Description
PROCEDE PERMETTANT L'ELIMINATION DES HALOGENURES ALCALINS EN PHASE GAZEUSE PROCESS FOR THE REMOVAL OF ALKALI HALIDES FROM A GAS PHASE
La présente invention concerne le domaine de l'élimination des composés alcalins en phase gazeuse, et plus particulièrement les halogénures alcalins en phase gazeuse c'est-à-dire dans les fumées de combustion, les gaz de synthèse... The present invention relates to the field of the elimination of alkaline compounds in the gaseous phase, and more particularly to the alkaline halides in the gas phase, that is to say in combustion fumes, synthesis gases, etc.
Il existe un certain nombre de procédés de gazéification de combustibles solides (par exemple de centrales thermiques) qui produisent un mélange de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène (H2) qui forme un gaz de synthèse. Ces combustibles peuvent être du charbon, du coke, de l'asphalte (obtenu par desasphaltage de coupes pétrolières lourdes), de la biomasse, ou des déchets ménagers. There are a number of gasification processes for solid fuels (eg thermal power plants) that produce a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) which forms a synthesis gas. These fuels can be coal, coke, asphalt (obtained by deasphalting heavy oil cuts), biomass, or household waste.
Les gaz chauds sortant des unités de gazéification sont envoyés dans des échangeurs avec un échangeur à eau pour produire de la vapeur qui va entraîner une turbine pour produire de l'énergie. The hot gases leaving the gasification units are sent to exchangers with a water exchanger to produce steam which will drive a turbine to produce energy.
Ces unités de gazéification peuvent aussi être utilisées pour produire de l'hydrogène. Dans ce cas, le gaz de synthèse est envoyé dans un réacteur de réaction de gaz à l'eau ("water-gas shift" selon la terminologie anglo-saxonne). These gasification units can also be used to produce hydrogen. In this case, the synthesis gas is sent to a water gas reaction reactor ("water-gas shift" according to the English terminology).
Une autre technique connue utilisant également un gazéifieur est la technologie de Cycle combiné à gazéification intégrée (ou IGCC pour Integrated Gasification Combined Cycle selon la terminologie anglo-saxonne) Another known technique also using a gasifier is the Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) technology.
Quelque soit la provenance et l'utilisation de ces gaz, ils contiennent en sortie d'unités de gazéification un certain nombre d'impuretés qui vont poser différents problèmes: Whatever the origin and the use of these gases, they contain at the output of gasification units a certain number of impurities which will pose different problems:
- au niveau des échangeurs de chaleur où elles vont se déposer et ainsi réduire les échanges de chaleurs, - at the level of the heat exchangers where they will be deposited and thus reduce heat exchanges,
- au niveau des catalyseurs utilisés en aval des unités de gazéification, at the level of the catalysts used downstream of the gasification units,
- corrosion des dispositifs. - corrosion of the devices.
Ces impuretés sont de natures diverses et avec des teneurs différentes en fonction de la charge utilisée dans l'alimentation des unités de gazéification. Notamment, des composés alcalins peuvent être présents dans ces gaz. Parmi ces composés alcalins, il semble que le sodium et le potassium soient parmi les plus répandus. Ces composés se trouvent souvent sous la forme d'halogénures alcalins. These impurities are of various natures and with different contents depending on the load used in the supply of the gasification units. In particular, alkaline compounds may be present in these gases. Among these compounds alkaline, it seems that sodium and potassium are among the most common. These compounds are often in the form of alkaline halides.
Un des moyens les plus efficaces connu pour éliminer les composés alcalins présent dans les gaz, est de refroidir les gaz à la sortie de l'unité de gazéification. Les composés alcalins se déposent (ou se condensent) alors sur les particules en suspension dans les gaz. Si la température de la colonne de refroidissement des gaz est maintenue entre 400°C et 500°C, la concentration en composés alcalins dans les gaz diminue pour atteindre 0,1 ppm (poids) et parfois moins. Cependant, cette méthode peut être considérée comme coûteuse du point de vue énergétique. One of the most effective ways known to remove the alkaline compounds present in the gases is to cool the gases at the outlet of the gasification unit. The alkaline compounds are deposited (or condense) then on the particles suspended in the gases. If the temperature of the gas cooling column is maintained between 400 ° C and 500 ° C, the concentration of alkaline compounds in the gases decreases to 0.1 ppm (weight) and sometimes less. However, this method can be considered expensive from an energy point of view.
Les même problèmes se posent avec les gaz issus de combustion et calcinations diverses et utilisés ensuite de la même façon que les gaz de gazéification. The same problems arise with the gases resulting from various combustion and calcinations and then used in the same way as the gasification gases.
La présente invention a donc pour objet de palier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé simple et non coûteux permettant d'éliminer les halogénures alcalins présents dans les gaz et par exemple les gaz de synthèse ou les gaz provenant de la combustion de matière solide, liquide (charbon, bois, paille, ordures ménagères...). The present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by providing a simple and inexpensive method for removing alkali halides present in the gases and for example synthesis gases or gases from the combustion of solid material, liquid (coal, wood, straw, garbage ...).
Pour cela la présente invention propose un procédé d'élimination d'au moins un halogénure alcalin constitué d'un élément halogène et d'un élément alcalin contenu dans une charge gazeuse comportant au moins une étape consistant à mettre en contact la charge gazeuse avec un premier matériau comprenant au moins un oxyde métallique dans des conditions permettant la capture de l'élément halogène et d'au moins une partie de l'élément alcalin sous forme d'un solide de structure pérovskite, l'autre partie de l'élément alcalin étant retrouvée dans un effluent gazeux sous la forme de monoxyde alcalin. For this purpose, the present invention proposes a process for eliminating at least one alkaline halide consisting of a halogen element and an alkaline element contained in a gaseous feedstock comprising at least one step of contacting the gaseous feedstock with a feedstock. first material comprising at least one metal oxide under conditions permitting the capture of the halogen element and at least a part of the alkaline element in the form of a solid of perovskite structure, the other part of the alkaline element being found in a gaseous effluent in the form of alkaline monoxide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la température de mise en contact de la charge gazeuse avec le matériau est supérieure ou égale à 200°C. According to one embodiment of the invention, the contact temperature of the gaseous feed with the material is greater than or equal to 200 ° C.
Selon un autre de mode de réalisation de l'invention, la mise en contact de la charge gazeuse avec le matériau est réalisée à une pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa et une température comprise entre 200°C et 1500°C. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'halogénure alcalin est de formule CX, C étant un élément du groupe 1 de la classification de Mendeleïev, choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et X un élément du groupe 17 de la classification de Mendeleïev, choisi parmi le fluor, le chlore, le brome et l'iode. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oxyde métallique est de formule BO, O étant de l'oxygène et B un élément du groupe 2 de la classification de Mendeleïev choisi parmi par le béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum. According to another embodiment of the invention, the contacting of the gaseous feed with the material is carried out at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa and a temperature of between 200 ° C. and 1500 ° C. According to one embodiment of the invention, the alkaline halide is of formula CX, C being a group 1 element of the Mendeleev classification, chosen from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and X a member of group 17 of the Mendeleev classification, selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine. According to one embodiment of the invention, the metal oxide is of formula BO, O being oxygen and B a group 2 element of the Mendeleev classification selected from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium .
Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend une deuxième étape consistant à mettre en contact l'effluent gazeux issu de la première étape avec un deuxième matériau comprenant au moins un oxyde métallique dans des conditions permettant la capture sous forme de solide du monoxyde alcalin, retrouvée dans l'effluent gazeux. According to one embodiment of the invention, the method comprises a second step of contacting the gaseous effluent from the first step with a second material comprising at least one metal oxide under conditions allowing capture in the form of a solid alkaline monoxide, found in the gaseous effluent.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la température de mise en contact, de l'effluent gazeux avec le matériau, de la deuxième étape est supérieure ou égale à 200°C. According to one embodiment of the invention, the contact temperature of the gaseous effluent with the material of the second step is greater than or equal to 200 ° C.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la mise en contact de l'effluent gazeux avec le matériau de la deuxième étape se fait à une pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa et une température comprise entre 200°C et 1500°C. According to one embodiment of the invention, the contacting of the gaseous effluent with the material of the second step is carried out at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa and a temperature of between 200 ° C. and 1500 ° C. ° C.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oxyde métallique du deuxième matériau est de formule AxOy, O étant de l'oxygène et A est un élément appartenant au groupe 13 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium, le thallium et/ou au groupe 14 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le carbone, le silicium, le germanium, l'étain, le plomb. According to one embodiment of the invention, the metal oxide of the second material is of formula AxOy, O being oxygen and A is an element belonging to group 13 of the Mendeleev classification chosen from boron, aluminum , gallium, indium, thallium and / or group 14 of the Mendeleev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, lead.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la charge est constituée par des fumées de combustion ou des gaz issus d'une combustion ou un gaz de synthèse. According to one embodiment of the invention, the charge consists of combustion fumes or gases from a combustion or synthesis gas.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées et données à titre d'exemple: Other features and advantages of the invention will be better understood and will appear more clearly on reading the description given hereinafter with reference to the appended figures given by way of example:
- la figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'invention. - la figure 2 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention. - Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention. - Figure 2 is a schematic representation of another embodiment of the invention.
La présente invention concerne un procédé d'élimination des composés alcalins se présentant sous la forme d'halogénures alcalins à partir d'une charge contenant des halogénures de métaux alcalins. The present invention relates to a process for removing alkali compounds in the form of alkali metal halides from a feed containing alkali metal halides.
Est appelé halogénure alcalin ou halogénure de métal alcalin, tout composé de formule générale CX dans laquelle C est un élément du groupe 1 de la classification de Mendeleïev, choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et X est un élément du groupe 17 de la classification de Mendeleïev, choisi parmi le fluor, le chlore, le brome et l'iode. Par exemple et de façon non limitative les halogénures d'alcalins peuvent être le chlorure de sodium (NaCI), le chlorure de potassium (KCI), le fluorure de sodium (NaF), le iodure de lithium (Lil)... Alkali halide or alkali metal halide is any compound of the general formula CX wherein C is a group 1 element of the Mendeleev classification, selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and X is a member of group 17 of the Mendeleev classification, selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine. For example and without limitation alkali halides may be sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium fluoride (NaF), lithium iodide (Lil) ...
Le procédé d'élimination des composés alcalins selon l'invention comporte au moins une première étape (étape 1 ) au cours de laquelle la charge comprenant au moins un halogénure alcalin est mise en contact avec un premier matériau comprenant au moins un oxyde métallique à des températures supérieures ou égales à 200°C. L'oxyde métallique de la première étape est de formule BO, avec O pour l'oxygène et B est un élément du groupe 2 de la classification de Mendeleïev, choisi parmi par le béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum. Le but de cette première étape est de capturer la totalité de l'halogène et une grande partie de l'élément alcalin sous forme solide. La partie non capturée se retrouve sous forme de monoxyde alcalin gazeux. The process for the elimination of the alkaline compounds according to the invention comprises at least a first step (step 1) during which the filler comprising at least one alkaline halide is brought into contact with a first material comprising at least one metal oxide with temperatures greater than or equal to 200 ° C. The metal oxide of the first step is of formula BO, with O for oxygen and B is a group 2 element of the Mendeleev classification, selected from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium. The purpose of this first step is to capture all of the halogen and a large portion of the alkaline element in solid form. The uncaptured portion is found in the form of gaseous alkaline monoxide.
Au moins une partie du flux gazeux, contenant les halogénures de composés alcalins, subie la première étape. At least a portion of the gaseous stream, containing the halides of alkaline compounds, undergoes the first step.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la totalité du flux gazeux, contenant les halogénures de composés alcalins, subie la première étape. According to another embodiment of the invention, the entire gas stream, containing the halides of alkaline compounds, undergoes the first step.
Le procédé d'élimination des composés alcalins selon l'invention peut comporter une deuxième étape (étape 2) au cours de laquelle l'effluent gazeux issu de l'étape 1 est alors mis en contact avec un deuxième matériau comprenant au moins un oxyde métallique à une température supérieure ou égales à 200°C. L'oxyde métallique de la deuxième étape est de formule AxOy, dans laquelle A est un élément appartenant au groupe 13 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium, le thallium et/ou 14 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le carbone, le silicium, le germanium, l'étain, le plomb. Le but de cette deuxième étape est de capturer sous forme solide le monoxyde alcalin gazeux formé lors de l'étape 1. The process for removing alkaline compounds according to the invention may comprise a second step (step 2) during which the gaseous effluent from step 1 is then brought into contact with a second material comprising at least one metal oxide. at a temperature greater than or equal to 200 ° C. The metal oxide of the second step has the formula AxOy, in which A is an element belonging to in group 13 of the Mendeleyev classification selected from boron, aluminum, gallium, indium, thallium and / or 14 of the Mendeleyev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, the lead. The purpose of this second step is to capture in solid form the alkaline gas monoxide formed in step 1.
Au moins une partie du flux gazeux, contenant les halogénures alcalins, subie les deux étapes. At least a portion of the gas stream, containing the alkali halides, undergoes both steps.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la totalité du flux gazeux, contenant les halogénures de composés alcalins, subie les deux étapes. According to another embodiment of the invention, the entire gas stream, containing the halides of alkaline compounds, undergoes the two steps.
Le procédé selon l'invention comporte ainsi soit la première étape (étape 1), soit la première étape et la deuxième étape (étapes 1 et 2). The method according to the invention thus comprises either the first step (step 1), or the first step and the second step (steps 1 and 2).
Une partie des halogénures alcalins est piégée lors de la première étape. La deuxième étape permet de piéger les halogénures d'alcalins restant. Some of the alkali halides are trapped in the first stage. The second step makes it possible to trap the remaining alkali halides.
Le principe de l'invention est basé sur des réactions de transformations de phase des différents solides selon les réactions suivantes : The principle of the invention is based on reactions of phase transformations of the various solids according to the following reactions:
- étape 1 : a CX (gazeux) + β BO (solide)-> (α-2β)ΟΧ.(β)ΒΧ2 (solide) + β C20 (gazeux) a et β sont des coefficients stoechiométriques de la réaction. Ce sont des entiers positifs pouvant prendre des valeurs comprises entre 1 et 10. Par exemple avec a = 2 et β = 1 , C= K et X = Cl et B = Mg la réaction s'écrit alors : - step 1: a CX (gaseous) + β BO (solid) -> (α-2β) ΟΧ. (β) ΒΧ 2 (solid) + β C 2 0 (gaseous) a and β are stoichiometric coefficients of the reaction . These are positive integers that can take values between 1 and 10. For example with a = 2 and β = 1, C = K and X = Cl and B = Mg the reaction is written then:
3 KCI (gazeux)+ MgO (solide) -> KCI.MgCI2 (solide) + K20 (gaz) 3 KCl (gaseous) + MgO (solid) -> KCI.MgCl 2 (solid) + K 2 O (gas)
Cette étape 1 permet de piéger la totalité de l'élément halogène X sous forme d'un solide (α-2β)ΰΧ.(β)ΒΧ2, solide de structure appelée communément "pérovskite", et piéger 100 % de l'élément alcalin présent initialement dans la charge. This step 1 makes it possible to trap all of the halogen element X in the form of a solid (α-2β) ΰΧ. (Β) ΒΧ 2 , a structural solid commonly called "perovskite", and to trap 100% of the element alkaline initially present in the charge.
a at
Une partie de l'élément alcalin, [l00 x ?]% de l'élément alcalin contenu dans la charge initiale quitte l'étape 1 sous forme de monoxyde alcalin gazeux pour subir l'étape 2. - étape 2 : A portion of the alkaline element, [100%] of the alkaline element contained in the initial charge, leaves step 1 as the gaseous alkaline monoxide to undergo step 2. - 2nd step :
Dans l'étape 2, le monoxyde alcalin est capturé et transformé par un solide de type AxOy, où A est un élément appartenant au groupe 13 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium, le thallium et/ou 14 de la classification de Mendeleïev choisi parmi le carbone, le silicium, le germanium, l'étain, le plomb, et x et y étant des entiers compris entre 1 et 10, qui subit une réaction de transformation de phase selon une des réactions suivantes données à titre d'exemple : β C20 + β AxOy -> β C2AxO(y+i) β C20 + β n AxOy -> β C2AnxO(ny+1) In step 2, the alkaline monoxide is captured and converted by a solid of type A x O y , where A is a member belonging to group 13 of the Mendeleev classification selected from boron, aluminum, gallium indium, thallium and / or 14 of the Mendeleyev classification selected from carbon, silicon, germanium, tin, lead, and x and y being integers between 1 and 10, which undergoes a reaction of phase transformation according to one of the following reactions given as an example: β C 2 0 + β A x Oy -> β C 2 A x O (y + i ) β C 2 0 + β n A x O y -> β C 2 AnxO (ny + 1)
Si par exemple C est du potassium, suivant les solides AxOy utilisés on obtient: If, for example, C is potassium, depending on the AxOy solids used, we obtain:
- avec AxOy = SiO2 (A=Si, x=1 et y=2) with A x O y = SiO 2 (A = Si, x = 1 and y = 2)
K2O + 2 SiO2 (silice)— > K2Si2O5 (silicate de potassium) K 2 O + 2 SiO 2 (silica) -> K 2 Si 2 O 5 (potassium silicate)
- avec AxOy (A= mélange de silicium et d'aluminium Si et Al) - with AxOy (A = silicon and aluminum mixture Si and Al)
K2O + AI2O3.2SiO2 (métakaolinite) ~> K2O.AI2O3.2SiO2 (kaliophilite) K 2 O + Al 2 O 3 .2SiO 2 (metakaolinite) ~> K 2 O.Al 2 O 3 .2SiO 2 (kaliophilite)
L'étape 2 piège le restant de l'élément alcalin contenu dans la charge et transformé dans l'étape 1. Step 2 traps the remainder of the alkaline element contained in the feedstock and processed in step 1.
Les oxydes métalliques initiaux de l'étape 1 , appartenant au groupe 2 de la classification périodique de Mendeleïev, peuvent se trouver sous forme massique, c'est-à-dire à l'état pur, par exemple l'oxyde de magnésiuem (MgO) sous forme de péricalase ou l'oxyde de calcium (CaO) sous forme de chaux vive ou en mélange les uns avec les autres. A titre non limitatif de l'invention, un mélange d'oxydes métallique initiaux utilisés dans le cadre de l'étape 1 de l'invention est un mélange d'oxydes de magnésium MgO et de calcium CaO comme CaMgO2, Ca2MgO3l Ca3MgO4, Ca4MgO5, CaMg2O3, CaMg3O4... The initial metal oxides of stage 1, belonging to group 2 of the Mendeleev periodic table, can be in mass form, that is to say in pure form, for example magnesium oxide (MgO). ) in the form of pericalase or calcium oxide (CaO) in the form of quicklime or mixed with each other. Without limitation of the invention, a mixture of initial metal oxides used in the context of step 1 of the invention is a mixture of magnesium oxide MgO and calcium CaO as CaMgO 2 , Ca 2 MgO 3l Ca 3 MgO 4 , Ca 4 MgO 5 , CaMg 2 O 3 , CaMg 3 O 4 ...
Les oxydes métalliques initiaux utilisés pour l'étape 2, appartenant au groupe 2 de la classification périodique de Mendeleïev, peuvent se trouver sous forme massique, c'est-à-dire à l'état pur, ou en mélange les uns avec les autres. Les proportions du mélange dépendent des enthalpies de réactions liées à l'adsorbant sélectionné et aux conditions opératoires de la réaction, en général la température. A titre non limitatif de l'invention, un mélange d'oxydes métallique initiaux utilisés dans le cadre de l'invention est un mélange d'alumine AI2O3 et de silice Si02 comme la Kyanite ou la Sillimanite de même formule générale AI2O3.S1O2, ou de Metakaolinite de formule générale AI203.2Si02 The initial metal oxides used for stage 2, belonging to group 2 of the periodic table of Mendeleev, may be in bulk form, that is to say in pure form, or in a mixture with each other . The proportions of the mixture depend on the enthalpies of reactions related to the selected adsorbent and the operating conditions of the reaction, in general the temperature. As a non As a limitation of the invention, a mixture of initial metal oxides used in the context of the invention is a mixture of Al 2 O 3 alumina and SiO 2 silica, such as Kyanite or Sillimanite of the same general formula Al 2 O 3 .SiO 2 or Metakaolinite. of general formula AI 2 0 3 .2Si0 2
Les oxydes métalliques initiaux utilisés pour l'étape 1 et 2 peuvent être supportés sur des matériaux de supports comme des silices, ou des alumines, ou silices-alumines, ou tout autre type matériaux de support solide bien connus de l'homme du métier. Des matériaux de supports solides tels que les zéolithes naturelles ou synthétiques peuvent être considérées dans la présente invention. A titre d'exemple, on peut citer les faujasites, les mordenites, les zéolithes X et Y .... Les oxydes métalliques initiaux utilisés pour l'étape 1 peuvent être également disposés sur des matériaux de supports tels que les argiles naturelles ou synthétiques, les aluminates, les silicates, les titanates, les structures "spinelles". La teneur en métal des oxydes métalliques initiaux supportés est comprise entre 0,01% poids et 15% poids, de manière préférée entre 0,01 % poids et 7% poids, de manière encore plus préférée 0,01 % et 5% en poids. The initial metal oxides used for step 1 and 2 may be supported on carrier materials such as silicas, or aluminas, or silica-aluminas, or any other solid support materials well known to those skilled in the art. Solid support materials such as natural or synthetic zeolites can be considered in the present invention. By way of example, mention may be made of faujasites, mordenites, X and Y zeolites. The initial metal oxides used for stage 1 may also be placed on support materials such as natural or synthetic clays. aluminates, silicates, titanates, spinel structures. The metal content of the initial metal oxides supported is between 0.01% by weight and 15% by weight, preferably between 0.01% by weight and 7% by weight, more preferably 0.01% and 5% by weight. .
Les oxydes métalliques initiaux utilisés pour l'étape 1 et 2 peuvent être dans un matériau de mélange. Le matériau de mélange comprend le support ainsi que des composés ayant participé à la préparation du support, tel que par exemples des liants, des additifs, des diluants, des agents porogènes. A titre d'exemple non limitatif, des additifs lubrifiants pourront être utilisés (acide stéarique, graphique...), des additifs (amidon...), des additifs argileux (montmorillonite, kaolinite...) ou tout autre additif connu de l'homme de l'art. Lorsque l'oxyde métallique initial est dans un matériaux, le matériaux comprend de préférence plus de 15% en poids d'oxyde métallique, plus préférentiellement plus de 50% en poids d'oxyde métallique, et encore plus préférentiellement plus de 90% en poids d'oxyde métallique. The initial metal oxides used for step 1 and 2 may be in a mixing material. The mixing material comprises the support as well as compounds involved in the preparation of the support, such as, for example, binders, additives, diluents, blowing agents. By way of non-limiting example, lubricant additives may be used (stearic acid, graph, etc.), additives (starch, etc.), clay additives (montmorillonite, kaolinite, etc.) or any other known additive of the skilled person. When the initial metal oxide is in a material, the material preferably comprises more than 15% by weight of metal oxide, more preferably more than 50% by weight of metal oxide, and even more preferably more than 90% by weight. of metal oxide.
Les oxydes métalliques initiaux utilisés pour l'étape 1 et 2 peuvent être sous forme solide ou liquide, sous forme de poudre, de billes ou d'extrudés. L'invention n'exige pas de restriction particulière quant à la forme de l'oxyde métallique utilisée. The initial metal oxides used for step 1 and 2 may be in solid or liquid form, in the form of powder, beads or extrudates. The invention does not require any particular restriction as to the shape of the metal oxide used.
Le matériau (matériau de mélange, matériau de support ou tout autre matériau connu de l'homme du métier) utilisé pour l'étape 1 comprenant au moins un oxyde métallique initial avec lequel est mise en contact la charge et le matériau (matériau de mélange, matériau de support ou tout autre matériau connu de l'homme du métier) utilisé pour l'étape 2 comprenant au moins un oxyde métallique initial avec lequel est mise en contact la charge, peuvent ainsi comprendre entre 0,01% poids et 100% poids d'oxyde métallique. The material (mixing material, support material or any other material known to those skilled in the art) used for step 1 comprising at least one initial metal oxide with which the charge is placed in contact with the material (material mixture, support material or any other material known to those skilled in the art) used for step 2 comprising at least one initial metal oxide with which the charge is put in contact, can thus comprise between 0.01% by weight and 100% weight of metal oxide.
La charge du procédé selon l'invention contient entre 0,0001% volumique et 100% volumique d'halogénures alcalins sous forme gazeuse, préférentiellement entre 0,0001% volumique et 50% volumique d'halogénures alcalins et de façon plus préférentielle entre 0,0001% volumique et 10% volumique d'halogénures alcalins.The feedstock of the process according to the invention contains between 0.0001% by volume and 100% by volume of alkali metal halides in gaseous form, preferably between 0.0001% by volume and 50% by volume of alkaline halides and more preferably between 0.degree. 0001% by volume and 10% by volume of alkali halides.
La charge du procédé selon l'invention peut être un effluent de gazéifieur de charbon, de bois, biomasse, d'ordures ménagères, ou tout gaz issu de la combustion ou de l'incinération. La charge peut être un effluent d'une unité d'oxydoréduction partielle d'hydrocarbure. The feedstock of the process according to the invention may be an effluent from coal gasifier, wood, biomass, household waste, or any gas resulting from combustion or incineration. The feed may be an effluent from a partial hydrocarbon redox unit.
Le tableau ci-dessous présente les teneurs en sodium et en potassium présentes dans les gaz en sortie de gazéifieur selon la charge utilisée dans le gazéifieur. The table below shows the contents of sodium and potassium present in the gases at the gasifier outlet according to the charge used in the gasifier.
Teneurs en sodium et potassium (sur base sèche) de différentes charges Sodium and potassium content (dry basis) of different fillers
(Zevenhoven et Kilpinen, 'Trace éléments, alkali metals, Chap 8 (Zevenhoven and Kilpinen, 'Trace elements, alkali metals, Chap 8
(2001):httD://mvw.hut.fi/~rzevenhoAracalk.Ddf)) (2001): HTTD: //mvw.hut.fi/~rzevenhoAracalk.Ddf))
Les conditions de mise en œuvre de la réaction entre les oxydes métallique de l'étape 1 et de l'étape 2 et la charge gazeuse contenant les halogénures alcalins CX sont choisies de manière à garder l'halogénure alcalin de la charge et le monoxyde alcalin issu de l'étape 1 sous forme gazeuse donc à des températures supérieures ou égales à 200°C. De manière générale, le contact entre la charge comportant des halogénures alcalins et les oxydes métallique utilisés dans les étapes 1 et 2 peut être réalisé dans les conditions de disponibilité de la charge, à une pression comprise entre 0, 1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 0,3 MPa et une température comprise entre 200°C et 1500°C, de préférence comprise entre 500°C et 1100°C. Dans le cas d'halogénures alcalins produits lors de l'incinération, la mise en contact entre la charge comportant les halogénures alcalins CX et les oxydes métalliques, utilisés dans les étapes 1 et 2, peut être réalisée à une pression comprise entre 0,1 et 0,3 MPa, et une température comprise entre 200°C et 1500°C, et de préférence entre 500°C et 1100°C. Le traitement selon le procédé de l'invention d'autres charges gazeuses telles que des gaz issus de gazéifieurs peut être réalisé dans des conditions de pression comprises entre 0,2 MPa et 20 MPa, et des températures comprises entre 200°C et 1500°C et préférentiellement entre 500°C et 1100°C. The conditions for carrying out the reaction between the metal oxides of step 1 and step 2 and the gaseous feedstock containing the alkaline halides CX are chosen so as to keep the alkali halide of the filler and the alkaline monoxide from step 1 in gaseous form, therefore at temperatures greater than or equal to 200 ° C. In general, the contact between the feed comprising alkaline halides and the metal oxides used in steps 1 and 2 can be carried out under the conditions of availability of the feed, at a pressure of between 0.1 MPa and 20 MPa. preferably between 0.1 MPa and 0.3 MPa and a temperature between 200 ° C and 1500 ° C, preferably between 500 ° C and 1100 ° C. In the case of alkaline halides produced during incineration, the contacting between the feed comprising the alkali metal halides CX and the metal oxides used in steps 1 and 2 can be carried out at a pressure of between 0.1 and 0.3 MPa, and a temperature of between 200 ° C and 1500 ° C, and preferably between 500 ° C and 1100 ° C. The treatment according to the process of the invention of other gaseous feeds such as gaseous gases can be carried out under pressure conditions of between 0.2 MPa and 20 MPa, and temperatures of between 200 ° C. and 1500 ° C. C and preferably between 500 ° C and 1100 ° C.
La mise en contact entre les oxydes métalliques utilisés dans les étapes 1 et 2 du procédé et la charge contenant les halogénures alcalin peut être réalisée de multiples manières. The contacting between the metal oxides used in steps 1 and 2 of the process and the feed containing the alkali halides can be carried out in multiple ways.
Cette mise en contact peut être effectuée dans une colonne de mise en contact de type gaz-solide ou liquide-solide bien connue de l'homme du métier. Les oxydes métalliques solides utilisés dans les étapes 1 et 2 peuvent être fixés sur les éléments de la colonne, par exemple sur les plateaux distributeurs ou sur le garnissage de la colonne ou être utilisé en tant que tel comme élément de garnissage de la colonne. This contacting can be carried out in a gas-solid or liquid-solid contacting column well known to those skilled in the art. The solid metal oxides used in steps 1 and 2 may be attached to the column members, for example on the distributor trays or on the packing of the column, or used as such as a packing element of the column.
Dans un mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 1 , la charge comportant l'halogénure alcalin arrivant par le conduit (2) de charge peut être mise en contact avec l'oxyde métallique initial de l'étape 1 BO en suspension dans un solvant liquide contenu dans une première enceinte (5). Les gaz épurés en halogénures et les oxydes alcalins formés dans l'étape 1 sont évacués par le conduitIn one embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, the charge comprising the alkaline halide arriving via the charge conduit (2) can be brought into contact with the initial metal oxide of the suspended step 1B. in a liquid solvent contained in a first chamber (5). The halide purified gases and the alkaline oxides formed in step 1 are discharged through the duct.
(4) provenant du haut de la première enceinte (5). Le solvant chargé en oxyde métallique transformé est évacué par le conduit (3) provenant du bas de l'enceinte(4) from the top of the first enclosure (5). The solvent containing the converted metal oxide is removed via the pipe (3) coming from the bottom of the enclosure
(5) . Le gaz, provenant de l'étape 1 par le conduit (4) provenant du haut de la première enceinte (5) est mis en contact, à l'aide du conduit (6) arrivant dans une deuxième enceinte (10), avec l'oxyde métallique AxOy initial de l'étape 2, A appartenant au groupe 13 et/ou 14 de la classification de Mendeleïev, en suspension dans un solvant liquide contenu dans la deuxième enceinte (10). Les gaz épurés et éventuellement une partie des oxydes alcalins non capturés sont évacués par le conduit (9) partant du haut de la deuxième enceinte (10). Le solvant chargé en oxyde métallique transformé est évacué par le conduit (8) arrivant du bas de la deuxième enceinte (10). Au cours du procédé un appoint peut être réalisée si nécessaire par une première conduite d'appoint (1) arrivant dans la première enceinte (5) et une deuxième conduite d'appoint (7) arrivant dans la deuxième enceinte (10). (5). The gas, coming from step 1 through line (4) coming from the top of the first chamber (5), is brought into contact, by means of the duct (6) arriving in a second chamber (10), with the initial metal oxide AxOy of step 2, A belonging to group 13 and / or 14 of the Mendeleyev classification, in suspension in a liquid solvent contained in the second chamber (10). The purified gases and possibly a portion of the non-captured alkaline oxides are discharged through the conduit (9) from the top of the second enclosure (10). The solvent containing the converted metal oxide is removed via the conduit (8) coming from the bottom of the second enclosure (10). During the process an addition can be made if necessary by a first booster pipe (1) arriving in the first chamber (5) and a second booster pipe (7) arriving in the second chamber (10).
Dans d'autre modes de réalisation de l'invention la mise en contact peut s'effectuer dans des lits. In other embodiments of the invention the contacting can be carried out in beds.
Comme illustré sur la figure 2, la mise en contact peut être réalisée par balayage de l'effluent comportant des halogénures alcalins CX arrivant par le conduit (13) d'arrivé de l'effluent dans un premier réacteur (11) contenant l'oxyde métallique BO disposé sous forme de lits fixes (12). L'effluent gazeux épuré des halogénures et contenant les oxydes alcalins libérés par la réaction produite dans la première étape est évacué du premier réacteur (11) par le conduit (14) provenant du premier réacteur (11). Ce gaz est alors envoyé dans la deuxième étape par le conduit (17) arrivant à un deuxième réacteur (15) contenant l'oxyde métallique AxOy disposé sous forme de lits fixes (16). L'effluent appauvri en alcalins est évacué du réacteur par le conduit (18) partant du haut du deuxième réacteur (15). As illustrated in FIG. 2, the contacting can be carried out by scanning the effluent comprising alkaline halides CX arriving via the effluent inlet duct (13) into a first reactor (11) containing the oxide. BO metal disposed in the form of fixed beds (12). The gaseous effluent purified from the halides and containing the alkaline oxides released by the reaction produced in the first step is discharged from the first reactor (11) via the conduit (14) from the first reactor (11). This gas is then sent in the second step via the conduit (17) arriving at a second reactor (15) containing the metal oxide AxOy disposed in the form of fixed beds (16). The alkaline depleted effluent is discharged from the reactor via line (18) from the top of the second reactor (15).
Dans une autre forme de mise en œuvre du procédé, il est possible d'utiliser la technique du lit mobile. Dans ce cas la charge comportant les halogénures alcalins est mis en contact dans un réacteur avec l'oxyde métallique initial BO sous forme de poudre ou de particules. La circulation de la charge permet de mettre en mouvement par effet d'entraînement les particules maintenant une répartition homogène et disjointe des particules d'oxydes métalliques BO. Il en est de même pour la deuxième étape. In another form of implementation of the method, it is possible to use the technique of the moving bed. In this case, the charge comprising the alkaline halides is contacted in a reactor with the initial metal oxide BO in the form of powder or particles. The circulation of the charge makes it possible to drive the particles maintaining a homogeneous and disjoint distribution of the metal oxide particles BO. It is the same for the second stage.
Les exemples donnés ci-après permettent d'illustrer l'invention mais ne sont en aucun cas limitatifs. Exemples: The examples given below make it possible to illustrate the invention but are in no way limiting. Examples:
Exemple 1 selon l'invention: Example 1 according to the invention
Procédé comportant une étape: A method comprising a step
Cette expérimentation a été réalisée dans une unité pilote dans laquelle l'impureté sous forme solide est disposée dans une coupelle susceptible d'être chauffée jusqu'à 1000°C. Une masse de 0,3 gramme de chlorure de sodium (NaCI) est disposée dans cette coupelle. L'ensemble est chauffé à de la température ambiante à 840°C. De l'azote est injecté dans le système avec un débit de 25 ml/minute. Sous l'influence de la température, le solide NaCI fond vers 800°C. L'azote injecté dans le système va entraîner les vapeurs de chlorure de sodium vers un adsorbant situé en aval dans l'appareillage. L'adsorbant est constitué d'une masse de 4,8 g d'oxyde de magnésium (MgO). La coupelle contenant le chlorure de sodium est maintenu à 840°C et l'adsorbant à 890°C pendant 24 heures. Après refroidissement, la masse restante de chlorure de sodium est pesée. La différence de poids entre le début de l'expérimentation et la fin de l'expérimentation montre que 0,11 gramme de NaCI a traversé l'adsorbant. Les lignes après l'adsorbant sont lavées avec de l'eau déminéralisée. La teneur en sodium des eaux de lavage, dosée par spectroscopie atomique, permet de connaître la quantité de sodium non captée par l'adsorbant. Les analyses montrent que l'adsorbant a capté 41 ,9% du sodium injecté dans le système. This experiment was carried out in a pilot unit in which the impurity in solid form is placed in a cup that can be heated up to 1000 ° C. A mass of 0.3 gram of sodium chloride (NaCl) is placed in this cup. The whole is heated to room temperature at 840 ° C. Nitrogen is injected into the system at a rate of 25 ml / minute. Under the influence of temperature, the NaCl solid melts at about 800 ° C. The nitrogen injected into the system will drive the sodium chloride vapor to an adsorbent downstream in the equipment. The adsorbent consists of a mass of 4.8 g of magnesium oxide (MgO). The cup containing the sodium chloride is maintained at 840 ° C. and the adsorbent at 890 ° C. for 24 hours. After cooling, the remaining mass of sodium chloride is weighed. The difference in weight between the beginning of the experiment and the end of the experiment shows that 0.11 gram of NaCl passed through the adsorbent. The lines after the adsorbent are washed with deionized water. The sodium content of the washing water, determined by atomic spectroscopy, makes it possible to know the quantity of sodium not captured by the adsorbent. The analyzes show that the adsorbent has captured 41.9% of the sodium injected into the system.
Exemple 2 selon l'invention: Example 2 according to the invention
Procédé comportant deux étapes: Process comprising two steps:
Une deuxième expérimentation a été effectuée avec le même appareillage et dans les même conditions que dans l'exemple 1. Le chlorure de sodium a été chauffé à 840°C et l'adsorbant de l'étape 1 (MgO) à 890°C pendant 24 heures. Un deuxième module a été ajouté au montage expérimental précédent contenant l'adsorbant de la deuxième étape du procédé. Ce module contient 8,3 grammes de silice S1O2. Cette silice est chauffée à 790°C pendant 24 heures. De la même façon que précédemment, la coupelle contenant le chlorure de sodium est pesée avant et après expérimentation. Cette différence de poids montre que 0,12 gramme de chlorure de sodium a été vaporisé et a traversé les deux adsorbants. Les lignes à la sortie du deuxième adsorbant sont lavées avec de l'eau déminéralisée. La teneur en sodium des eaux de lavage, dosée par spectroscopie atomique, permet de connaître la quantité de sodium non captée par les adsorbants. Les analyses montrent que l'enchaînement des deux étapes a permis de capter 99,6% du sodium injecté dans le système. A second experiment was carried out with the same apparatus and under the same conditions as in Example 1. The sodium chloride was heated at 840 ° C. and the adsorbent of step 1 (MgO) at 890 ° C. for 24 hours. A second module was added to the previous experimental setup containing the adsorbent of the second process step. This module contains 8.3 grams of silica S1O 2 . This silica is heated at 790 ° C for 24 hours. In the same way as before, the cup containing the sodium chloride is weighed before and after experimentation. This difference in weight shows that 0.12 grams of sodium chloride was vaporized and passed through both adsorbents. The lines at the exit of the Second adsorbent are washed with deionized water. The sodium content of the washings, assayed by atomic spectroscopy, makes it possible to know the quantity of sodium not taken up by the adsorbents. The analyzes show that the sequence of the two steps made it possible to capture 99.6% of the sodium injected into the system.
Ce deuxième exemple illustre bien le fait que le procédé selon l'invention permet de capturer presque la totalité du sodium. This second example illustrates the fact that the process according to the invention makes it possible to capture almost all the sodium.
La présente invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. The present invention should not be limited to the details given above and allows embodiments in many other forms without departing from the scope of the invention.
Claims
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