Dans les centrales électriques au charbon, les cimenteries, l’industrie métallurgique ainsi que les usines d’incinération des déchets, les gaz de combustion contiennent souvent une certaine quantité de mercure, ce qui peut entraîner une pollution environnementale et présenter de graves risques pour la santé humaine.
Par conséquent, l’élimination du mercure des fumées est devenue une étape essentielle du traitement des gaz industriels. Cet article présente en détail l’application du charbon actif dans l’élimination du mercure des gaz de combustion.
Principales formes de mercure dans les gaz de combustion
Dans les gaz industriels, le mercure existe généralement sous trois formes principales :
- Mercure élémentaire (Hg⁰) : Le mercure élémentaire possède une forte volatilité et une grande stabilité. Il est difficile à capter directement par les équipements traditionnels de dépoussiérage, ce qui rend son traitement plus complexe.
- Mercure oxydé (Hg²⁺) : Le mercure oxydé se présente généralement sous forme de composés tels que le chlorure de mercure. Il est plus soluble dans l’eau et peut être plus facilement absorbé par les systèmes de désulfuration humide.
- Mercure particulaire (Hgₚ) : Ce type de mercure est généralement adsorbé sur les particules de cendres volantes et peut être éliminé par des électrofiltres ou des filtres à manches.
Parmi ces trois formes, le mercure élémentaire est le plus difficile à éliminer, et la technologie d’adsorption par charbon actif est largement utilisée pour résoudre ce problème.
Cliquez Pour un DevisMécanisme d’élimination du mercure par charbon actif
Le charbon actif possède une structure poreuse très développée et une grande surface spécifique, ce qui lui permet d’adsorber efficacement le mercure présent dans les gaz de combustion. Son mécanisme d’élimination repose principalement sur les processus suivants :
Adsorption physique
La surface du charbon actif contient un grand nombre de micropores capables d’adsorber les vapeurs de mercure par forces de Van der Waals. Lorsque les gaz de combustion traversent la couche de charbon actif, les molécules de mercure sont capturées et retenues dans les pores, permettant ainsi leur élimination.
Adsorption chimique
Certains charbons actifs sont modifiés par imprégnation (par exemple imprégnation au soufre ou au brome), ce qui crée des sites actifs à la surface du charbon. Ces composants actifs peuvent réagir chimiquement avec le mercure élémentaire et le transformer en composés stables, améliorant ainsi l’efficacité d’élimination.
Par exemple :
- Le charbon actif imprégné de soufre peut réagir avec le mercure pour former du sulfure de mercure (HgS).
- Le charbon actif imprégné de brome peut favoriser l’oxydation du mercure élémentaire.
Ce type d’adsorption chimique offre généralement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité.
Types de charbon actif couramment utilisés pour l’élimination du mercure
Le choix du charbon actif approprié est essentiel pour obtenir une bonne efficacité d’élimination. Selon les matières premières et les fonctions, les charbons actifs utilisés pour le traitement des fumées comprennent généralement les types suivants :
Charbon actif en poudre
Fabriqué principalement à partir de charbon, ce type de charbon actif possède une surface spécifique élevée et une structure microporeuse bien développée. Lorsqu’il est injecté dans les conduits de fumée, il peut rapidement adsorber la vapeur de mercure et être ensuite capturé par un filtre à manches ou un électrofiltre.
Ce type de charbon actif en poudre présente plusieurs avantages :
- Grande surface spécifique et forte capacité d’adsorption
- Particules fines assurant une efficacité de contact élevée
- Coût relativement faible
- Adapté à divers systèmes de traitement des fumées
Il est généralement utilisé dans les situations où la concentration de mercure est relativement faible ou lorsque les conditions des gaz de combustion sont stables.
Charbon actif imprégné de soufre
Le charbon actif imprégné de soufre est un charbon actif modifié auquel du soufre est ajouté. Le soufre peut réagir chimiquement avec le mercure pour former du sulfure de mercure stable, ce qui améliore considérablement la capacité d’élimination du mercure.
Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
- Forte capacité d’adsorption chimique du mercure
- Fixation stable du mercure, limitant le risque de relargage secondaire
- Adapté aux gaz de combustion contenant des concentrations de mercure plus élevées
Facteurs influençant l’efficacité de l’élimination du mercure
Dans les applications industrielles réelles, l’efficacité de l’élimination du mercure dépend de plusieurs facteurs.
Type de charbon actif
Les matières premières et les méthodes de modification influencent :
- la surface spécifique
- la structure des pores
- les propriétés chimiques de surface
Température des gaz de combustion
En général, la plage de température idéale pour l’adsorption se situe entre 120 °C et 180 °C. Une température trop élevée peut réduire la capacité d’adsorption.
Temps de contact
Plus le temps de contact entre les gaz de combustion et le charbon actif est long, meilleure sera l’efficacité d’adsorption.
Composition des gaz de combustion
Les composants suivants peuvent également influencer l’efficacité de l’élimination du mercure :
- SO₂
- NOx
- HCl
- teneur en poussières
Conclusion
Grâce à sa grande surface spécifique, sa forte capacité d’adsorption et sa flexibilité d’utilisation, le charbon actif est devenu l’une des technologies les plus couramment utilisées pour l’élimination du mercure dans les gaz industriels.
GlowCarbone propose du charbon actif de haute qualité spécialement conçu pour l’élimination du mercure. Contactez-nous dès aujourd’hui pour obtenir des échantillons gratuits et des solutions personnalisées.
