Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les émissions d'oxydes de soufre sont connues pour avoir des effets nocifs sur l’homme et sur l’environnement. Bien qu'en diminution régulière, les émissions de ces particules continuent dans les installations de combustion alimentées en combustibles contenant du soufre ainsi que dans d'autres procédés industriels. Des directives européennes limitent les émissions par pays, ce qui a permis le développement de techniques de désulfuration ces dernières décennies. Cet article propose de faire le point sur ces particules. Il présente, en premier lieu, les sources d'émission et les impacts sur l'environnement. Ensuite, il détaille les méthodes de mesure, qu'elles soient manuelles ou automatiques. Enfin, les procédés de traitement existants sont développés ainsi que l’effet des paramètres opératoires sur les techniques de désulfuration.
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Lire l’articleABSTRACT
It is a known fact that that sulfur oxide emissions can have a negative impact on man and the environment. Although they have been decreasing steadily, these particles are still emitted by combustion plants powered by fuels containing sulfur as well as by other industrial processes. European directives have limited the level of these emissions in European countries, which has allowed for the development of desulfurization techniques over the last few decades. This article deals with these particles. It starts by presenting the sources of emission and impacts on the environment. It then proceeds to detailing manual or automatic measurement methods and concludes on existing treatment processes and on the effect of operation parameters on desulfurization techniques.
Auteur(s)
-
Jacques VANDERSCHUREN : Professeur émérite - Service de génie des procédés chimiques - Faculté Polytechnique, université de Mons, académie universitaire Wallonie-Bruxelles, Belgique
-
Diane THOMAS : Chargée de cours - Service de génie des procédés chimiques - Faculté Polytechnique, université de Mons, académie universitaire Wallonie-Bruxelles, Belgique
INTRODUCTION
Les oxydes de soufre, provenant de sources industrielles, sont émis à l’atmosphère par les installations de combustion alimentées en combustibles contenant du soufre et par bien d’autres activités du secteur manufacturier. Leurs effets nocifs sur l’homme et l’environnement sont bien connus : troubles respiratoires, acidification des eaux de surface et des sols, atteinte au patrimoine architectural.
En premier lieu, cet article fait le point, depuis la dernière publication sur le sujet dans ce traité [J 3924] et le dossier de l’ADEME , sur les émissions de SOx et la réglementation en la matière, en se limitant ici aux directives européennes. Il décrit aussi succinctement les nombreux procédés d’abattement existants, en renvoyant le lecteur, pour plus d’informations, à ces deux contributions précédentes.
Le deuxième objectif du présent article, est d’analyser et d’expliquer de façon détaillée, à la lumière des études publiées dans la littérature et des principes de la physico-chimie et du génie des procédés, l’effet des paramètres opératoires sur les techniques de désulfuration, en traitant surtout le cas des procédés humides et, en particulier, celui du procédé chaux-calcaire-gypse le plus utilisé dans le monde.
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Conclusions
En anglais
5. Effets des paramètres opératoires. Application du génie des procédés aux opérations de désulfuration
Tous les procédés de désulfuration impliquent des transferts de SO2 entre le gaz et un absorbant réactif solide (procédés secs et semi-secs) ou entre le gaz et une solution ou suspension absorbante (procédés humides et semi-humides). Ces opérations sont, d’une part, limitées par les équilibres et, d’autre part, régies par la vitesse des transferts de matière entre les phases en présence et par la cinétique des réactions chimiques intervenant dans le milieu absorbant. Le dimensionnement des appareils est effectué le plus souvent par extrapolation de résultats obtenus sur pilotes ou installations précédentes. Néanmoins, le but de ce paragraphe est de montrer que les concepts classiques du génie des procédés appliqués à ces opérations permettent d’expliquer clairement le choix et d’évaluer les effets des conditions et paramètres opératoires.
5.1 Concepts généraux. Effets du rapport des débits et de l’aire interfaciale
Les opérations continues d’absorption gaz-liquide à contre-courant sont décrites pratiquement dans un diagramme de concentrations (CL, CG) par une ligne opératoire (droite si les débits sont supposés invariables, dans le cas des solutions diluées et des débits transférés faibles, et de coefficient angulaire L/G) et une ligne d’équilibre (droite si l’opération est isotherme et l’équilibre exprimé par une loi de Henry), l’écart entre ces lignes représentant le potentiel de transfert (figure 11). Le rapport L/G doit être supérieur à une valeur minimum (L/G)min qui annulerait le potentiel de transfert en bas du contacteur (point B′) et impliquerait une hauteur (aire) de contact gaz-liquide infinie.
Les expressions combinées du flux matériel local (de SO2 dans le cas présent) donné par le modèle classique du double film :
avec :
- N :
- flux de matière (kg/(s.m2) ou kmol/(s.m2)),
- KG :
- coefficient...
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Effets des paramètres opératoires. Application du génie des procédés aux opérations de désulfuration
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie) - Les techniques de désulfuration des procédés industriels - Direction de l'industrie (1999).
-
(2) - CITEPA - * - . – Inventaires des émissions de SO2 dans l'Union européenne (www.citepa.org).
-
(3) - POPESCU (M.), BLANCHARD (J.-M.), CARRE (J.) - Analyse et traitement physicochimique des rejets atmosphériques industriels (Émissions, fumées, odeurs et poussières). Ch. 7 : Les oxydes de soufre - 343-446, Lavoisier Technique et Documentation, Paris (1998).
-
(4) - KLINGSPOR (J.S.), COPE (D.R.) - FGD Handbook – Flue gas desulphurisation systems - IEA Coal Research, Londres (1987).
-
(5) - VERNON (J.L.), SOUD (H.N.) - FGD installations on coal-fired plants - 84 p., IEA Coal Research, Londres (1990).
-
(6) - CHEREMISINOFF...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
NOx (Oxydes d'azote)
ANNEXES
Directive 1999/30/CE du Conseil, du 22 avril 1999, relative à la fixation de valeurs limites pour l'anhydride sulfureux, le dioxyde d'azote et les oxydes d'azote, les particules et le plomb dans l'air ambiant, JOCE n° L 163 du 29 juin 1999, p. 41-60.
Directive 1999/32/CE du Conseil, du 26 avril 1999, concernant une réduction de la teneur en soufre de certains combustibles liquides, JOCE n° L 121 du 11 mai 1999, p. 13-18.
Directive 96/61/CE du Conseil du 24 septembre 1996 relative à la prévention et à la réduction intégrées de la pollution, dite directive IPPC, JOCE n° L 257 du 10 octobre 1996, p. 26-40.
Décision du Conseil 2003/507/CE adoptant le protocole (de Göteborg) à la Convention de 1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance, relatif à la réduction de l'acidification, de l'eutrophisation et de l'ozone troposphérique, JOCE n° L 179 du 17 juillet 2003, p. 3-54.
Directive 2000/76/CE du Parlement européen et du Conseil du 4 décembre 2000 sur l'incinération des déchets, JOCE n° L 332 du 28 décembre 2000, p. 91-111.
Directive 2001/80/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2001 relative à la limitation des émissions de certains polluants dans l'atmosphère en provenance des grandes installations de combustion, JOCE n° L 309 du 27 novembre 2001, p. 1-21.
Directive 2001/81/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2001 fixant des plafonds d'émission nationaux pour certains polluants atmosphériques, JOCE n° L 309 du 27 novembre 2001, p. 22-30.
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