dissolution de gaz (absorption)

Cette opération est mise en œuvre pour traiter une eau (déferrisation, oxydation, désinfection, épuration biologique) ou pour épurer un gaz pollué. Les gaz à dissoudre sont généralement peu solubles et la résis­tance au transfert provient du film liquide de sorte que l’on peut écrire :

L’expression K_Laest appelée coefficient de transfert de masse où :

a est exprimé en m^–1

et K_L est exprimé en ms^–1

K_La est exprimé en s^–1.

Généralement l’absorption s’accompagne, en traitement d’eau, d’une réaction chimique qui est souvent une réaction d’oxydation plus ou moins rapide (ex. : oxydation du Fe²⁺, transformation du CO₂ en HCO₃^–, désinfection, oxydation de matière organique avec ou sans respiration bactérienne…). Dans le cas où le gaz réagit fortement avec certains constituants présents dans l’eau, le coefficient de transfert de masse est supé­rieur à celui dans l’eau pure. Non seulement la solubilité et la diffusivité du gaz sont à prendre en compte, mais également la cinétique chimique qui va limiter la concentration dans l’eau des O₂, O₃, CO₂ absorbés.

Deux principaux types de dissolution sont à distinguer :

• au sein du liquide : pour obtenir une surface de contact importante, on disperse finement le gaz par bul­lage au travers de diffuseur (corps poreux, membranes…) ou par éjection au travers de turbine (de surface ou immergée) ou de système type Venturi (voir systèmes d'aération) ;
• à la surface du liquide : la surface de contact est maximisée en faisant ruisseler le liquide sur un garnis­sage ordonné ou non : ex. laveur de gaz, éliminateur de CO₂, dissolution du CO₂…

Des solutions mixtes combinant ces deux modes de dissolution existent aussi : par exemple, colonnes de déferrisation, réacteurs Nitrazur N, Biofor.