Procédé PTC Systems - Domaine odeurs
Procédé de modification chimique et de destruction des polluants

Quels sont les principaux avantages du procédé PTC Systems ?

Le procédé PTC Systems est une technique originale d'épuration d'effluents gazeux contenant des dérivés soufrés malodorants et nocifs voir mortels comme l'hydrogène sulfuré (H2S).

Des performances techniques et économiques manifestes
Les unités de traitement existantes, conçues pour les techniques courantes d'abattage aux oxydants, sont surdimensionnées pour l'utilisation de
PTC Systems qui permet une optimisation des unités existantes et une diminution du coût d'une installation à créer.
La consommation de PTC Systems est proche de la théorie ce qui le différencie de la concurrence des procédés oxydants qui demandent des excès de réactif pour un résultat acceptable.

Comparaison ACTIPOL® et procédés oxydants

Quantités comparées d'ACTIPOL® et des principaux procédés oxydants :
Les quantités indiquées ci-dessous sont établies, pour les procédés oxydants, sur la base d'une oxydation complète du H₂S jusqu'au sulfate et d'une oxydation complète des mercaptans.

Pour ACTIPOL®, les quantités correspondent à la stœchiométrie propre au procédé. Les essais réalisés ont confirmé une consommation proche des quantités théoriques calculées.

Pour 1 kg de polluant	ACTIPOL® à 21,2 %	Eau de Javel 47°Cl	Eau oxygénée 30 %	Dioxyde de chlore
Hydrogène sulfuré (H2S)	32,33 kg	67 kg	13,70 kg	Variable selon conditions
Méthylmercaptan	11,42 kg	35,6 kg	7,07 kg	Variable selon conditions
Éthylmercaptan	8,83 kg	27,6 kg	5,47 kg	Variable selon conditions
Propylmercaptan 1 ou 2	7,22 kg	22,5 kg	4,47 kg	Variable selon conditions

Base de calcul ACTIPOL®

La consommation stœchiométrique présentée a été confirmée par les essais, qui ont montré une consommation de réactif proche de la valeur théorique.
Pour les mercaptans, la réaction ACTIPOL® met en œuvre un équivalent de principe actif par mole de mercaptan.

Base de calcul des procédés oxydants

Eau de Javel 47°Cl :
L'oxydation complète du H₂S jusqu'au sulfate nécessite quatre équivalents d'oxydant.
Pour 1 kg de H₂S, le besoin théorique correspond à environ 8,33 kg de chlore actif.
Une Javel industrielle à 47°Cl contient environ 149 g/L de chlore actif, soit approximativement 12,5 à 13 % en masse selon sa densité. Il faut donc environ 67 kg de Javel 47°Cl par kg de H₂S pour atteindre la stœchiométrie d'une oxydation complète.

Cette valeur est théorique. La consommation réelle peut être supérieure lorsque l'oxydant réagit également avec d'autres constituants du milieu.

Eau oxygénée à 30 % :
Pour l'oxydation complète du H₂S jusqu'au sulfate, la consommation théorique est d'environ
4,11 kg de H₂O₂ pur/kg H₂S, soit : 4,11 / 0,30 = 13,70 kg de solution H₂O₂ à 30 % par kg de H₂S

En exploitation, un excès d'oxydant peut être nécessaire. Des données techniques font notamment état d'excès de H₂O₂ de l'ordre de 20 à 50 % dans certaines applications d'oxydation des sulfures.

Dioxyde de chlore :
La chimie d'oxydation des sulfures par le dioxyde de chlore est plus complexe et peut conduire à plusieurs produits d'oxydation. Il n'est donc pas retenu ici de quantité massique unique de ClO₂ par kilogramme de polluant sans définir précisément les conditions opératoires et le degré d'oxydation recherché.

Coûts matières comparés

Les coûts ACTIPOL® sont calculés avec le coût matières premières de référence de 0,53 €/kg d'ACTIPOL®
à 21,2 %.

Pour établir une base économique comparable, les hypothèses de prix retenues pour les oxydants sont :

• Javel 47°Cl : 0,37 €/kg
• H₂O₂ à 30 % : 0,35 €/kg

Ces prix constituent des hypothèses économiques de référence et doivent être actualisés selon les conditions réelles d'approvisionnement industriel.

Pour 1 kg de polluant	ACTIPOL® 21,2 %	Javel 47°Cl théorique	H2O2 30 % théorique	H2O2 30 % avec excès 20 à 50 %
Hydrogène sulfuré (H2S)	17,13 €	24,79 €	4,80 €	5,75 à 7,19 €
Méthylmercaptan	6,05 €	13,17 €	2,47 €	2,97 à 3,71 €
Éthylmercaptan	4,68 €	10,21 €	1,91 €	2,30 à 2,87 €
Propylmercaptan 1 ou 2	3,83 €	8,33 €	1,56 €	1,88 à 2,35 €

Nota important :
Les valeurs ACTIPOL® reposent sur la stœchiométrie de la réaction spécifique mise en œuvre. Les essais réalisés ont montré une consommation proche des quantités stœchiométriques calculées.

Pour les procédés oxydants, les valeurs présentées dans le tableau correspondent aux quantités stœchiométriques théoriques nécessaires à l'oxydation complète du polluant considéré.

Pour l'eau de Javel 47°Cl, la valeur indiquée correspond au besoin stœchiométrique théorique calculé pour l'oxydation complète du H₂S jusqu'au sulfate.
En conditions industrielles, une quantité supérieure à cette valeur théorique peut être nécessaire, notamment en raison de la présence d'autres composés oxydables, de la demande en chlore du milieu et des conditions de réaction.
L'excès nécessaire dépend donc de chaque application et ne peut être fixé à une valeur unique sans données expérimentales ou d'exploitation correspondantes.
En exploitation industrielle, la consommation effective d'un oxydant peut cependant différer de sa consommation stœchiométrique.
Elle dépend notamment de la composition du gaz ou de l'effluent, de la présence éventuelle d'autres substances oxydables, du pH, de la température, du transfert gaz-liquide, du temps de contact, des réactions secondaires et du degré d'oxydation recherché.

Pour le H₂O₂, des excès de 20 à 50 % par rapport à la stœchiométrie sont documentés dans certaines conditions d'oxydation des sulfures. Cette plage est donnée à titre indicatif et ne constitue pas une consommation industrielle universelle.

Pour le dioxyde de chlore, compte tenu de la diversité des produits d'oxydation susceptibles d'être formés, aucune consommation massique unique ni aucun coefficient d'excès n'est retenu sans définition préalable des conditions opératoires.

Il convient donc de distinguer clairement la consommation stœchiométrique théorique de la consommation industrielle effective.
Lorsqu'aucune donnée expérimentale ou industrielle suffisamment établie n'est disponible, aucun coefficient d'excès arbitraire n'est appliqué.

Conclusion :
La comparaison économique présentée repose d'abord sur une base stœchiométrique homogène.
Elle ne doit pas être interprétée comme une comparaison universelle des coûts d'exploitation industriels.

Dans le cas d'ACTIPOL®, les essais réalisés ont confirmé une consommation proche des besoins stœchiométriques calculés. Le procédé repose par ailleurs sur une réaction chimique ciblée et non oxydante.

Pour les procédés oxydants, le coût réel d'exploitation doit être déterminé en fonction des conditions propres à chaque application et de la consommation effectivement nécessaire pour obtenir l'abattement recherché.

En conclusion :

1.- Dans tous les cas notre technologie apporte une réelle économie tant en produits qu'en destruction finale des eaux de lavage.

2.- Les manipulations des produits comportent beaucoup moins de risques pour le personnel comme pour l'environnement.

3.- Les volumes de produits à stocker comme à utiliser sont moindres et surtout moins dangereux.

4.- PTC Systems ne justifie pas de zone de stockage spécifique soumise à autorisation.

5.- Il n'y a pas de formation spécifique à prévoir comme cela sera bientôt obligatoire pour l'utilisation de produits biocides.

6.- Sur le plan purement économique, comme le montre le tableau ci-dessus, notre technologie avec PTC Systems représente une avancée intéressante.

Pour 1 kg de polluant	ACTIPOL® 21,2 %	Javel 47°Cl théorique	H2O2 30 % théorique	H2O2 30 % avec excès 20 à 50 %
Hydrogène sulfuré (H2S)	17,13 €	24,79 €	4,80 €	5,75 à 7,19 €
Méthylmercaptan	6,05 €	13,17 €	2,47 €	2,97 à 3,71 €
Éthylmercaptan	4,68 €	10,21 €	1,91 €	2,30 à 2,87 €
Propylmercaptan 1 ou 2	3,83 €	8,33 €	1,56 €	1,88 à 2,35 €

Un large domaine d'application du procédé PTC System

Le procédé s'applique dans le domaine du traitement des odeurs générées par l'ensemble des dérivés soufrés du type mercaptan et hydrogène sulfuré (H2S) ou anhydride sulfureux (SO2).
Ces pollutions olfactives se rencontrent dans de très nombreux secteurs dont les principaux :

• Le secteur industriel:
  Les principales sources d'odeurs proviennent principalement des activités en exploitation suivantes:
  
  
  • Raffineries: Gaz et systèmes de récupération de gaz, chaudières.
    
    
  • Industrie chimique inorganique: Acide phosphorique.
    
    
  • Industrie chimique organique.
    
    
• Activités liées à l'énergie

Pour les industries liées à l'énergie, il convient de comprendre les activités telles que complexes pétrochimiques, combustion de gaz de charbon ou de pétrole.
Trois catégories de sources odorantes peuvent être distinguées:

• Sources diffuses (stockage, unités de désulfuration, unités d'épuration des eaux).
  
  
• Sources canalisées (unités Claus, fours et réacteurs de combustion).
  
  
• Sources de moindre importance (vapocraqueurs et décanteurs d'huiles, traitement de déchets d'hydrocarbures.
  

• Activités chimiques

Cette question est rarement évoquée dans le domaine de la chimie fine. En effet les sources de pollutions sont traitées par action spécifique faisant partie intégrante du procédé opératoire de synthèse des molécules concernées.
La chimie minérale ou inorganique est à rapprocher des installations de combustion pour les sources de pollutions classiques. Seule la production d'acide phosphorique génère des émission d'H2S.
Les stations d'épurations chimiques sont concernées par le problème d'émission d'odeurs.

• Activités de l'industrie du bois, du papier et de la viscose
  Dans l'industrie papetière, les rejets malodorants sont liés au procédé de fabrication de la pâte KRAFT.
  En effet dans ce procédé les copeaux de bois sont cuits dans une liqueur contenant du bisulfite de sodium. La présence de soufre dans ce produit entraîne la production de mercaptans tout au long du procédé.
  
  
• Activités des industries de l'agro-alimentaire, fabrication de levures
  
  
  • Fabrication de levures
    La fabrication de levures alimentaires, compte tenu des procédés de fermentation implique l'émission de gaz odorants. Les eaux résiduaires posent ici un problème important d'odeurs que ce soit dans l'air ambiant des collecteurs, les eaux résiduaires elle-mêmes ou les vapeurs émises par les condensats des eaux usées produites lors de la fabrication.
    
    
  • Alimentation humaine et animale
    La préparation d'aliments peut introduire quelques nuisances dues surtout aux sécheurs.
    
    
  • Fabrication du sucre
    Le séchage des pulpes est le principal responsable de l'émission d'H2S.
    
    
• Le secteur des déchets
  Les déchets ou leur transformation impliquent des nuisances olfactives. Il convient de comprendre le terme de déchets au sens large: odeurs ménagères, carcasses d'animaux, déchets de poissons, déjections d'animaux etc....
  
  
• Le secteur de traitement des eaux
  Dans les stations d'épuration, les bactéries anaérobies sont responsables d'émission d'H2S et de mercaptans rencontrés dans les réseaux de collecte d'effluents et dans les stations d'épuration.
  Les unités de traitement des boues créent aussi ces nuisances.

Une parfaite intégration dans un système classique de lavage des gaz sans autre installation particulière

PTC Systems ne nécessite pas d'installation particulière. Le procédé s'intègre sur des installations déjà existantes et peut aussi se contenter d'une seule tour de lavage au lieu de trois en général.

De larges possibilités d'utilisations en présence d'autres composés

Le captage et l'épuration par PTC Systems s'applique aussi bien pour les mercaptans ou l'H2S seuls qu'en mélange avec d'autres gaz à purifier comme le méthane.

Un rendement et taux de conversion proches de la théorie

PTC Systems et son réactif permet une forte amélioration du transfert de masse gaz/liquide.
Le taux de conversion est très proche de la théorie.
Les composés nuisibles traités sont convertis à 99,9% en espèces biodégradables.

Une sécurité et simplicité de la chimie du procédé

La mise en oeuvre du réactif est sûre et commode, elle ne comporte pas les risques des oxydants et des dérivés chlorés couramment utilisés

Le composé de transformation obtenu est stable chimiquement mais facilement biodégradable ou oxydable mais facilement biodégradable

L'effluent liquide obtenu est parfaitement inodore, limpide et incolore.
La grande stabilité chimique du composé organique formé rend impossible la génération d'une nouvelle pollution soufrée gazeuse par émission de sulfures volatils, lors d'une acidification.
Le composé organique formé est parfaitement bio-dégradable.
La biodégradation est très rapide et le traitement bactériologique ne crée pas de nouvelle nuisance tant au niveau du réseau d'assainissement qu'au niveau de la station elle-même.

Des avantages écologiques remarquables

L'utilisation du procédé PTC Systems permet une réduction considérable des sels minéraux rejetés après traitement, comme c'est le cas avec les traitements oxydants (facteur compris entre 5 et 30 suivant le polluant traité et suivant le réactif concurrent utilisé de façon classique).

Contrairement aux jus de traitement par des oxydants (Javel, dioxyde de chlore, etc..) il est important de souligner que les jus aqueux de traitement par PTC Systems peuvent être envoyés directement en station d'épuration sans traitement préalable.

Le procédé PTC Systems permet de s'affranchir des zones, spécialement aménagée pour le stockage des réactifs dangereux comme l'acide sulfurique ou l'eau de Javel.