Étude de cas · Contrôle des émissions industrielles
Comment un important producteur de carbonate de lithium a réussi à atteindre simultanément des niveaux d'émissions ultra-faibles de SO₂, NOx, PM, tellure, fluorure et brouillard acide à partir de 100 000 Nm³/h de gaz de four tunnel — en déployant un système de traitement intégré pionnier en cinq étapes combinant le lavage de la tour de remplissage, la dénitrification oxydative COA, le FGD calcaire-gypse, la précipitation électrostatique humide et la réduction du panache magnétique.
Dénitrification oxydative COA
Précipitateur électrostatique humide
Récupération du tellure et du fluorure
Réduction des panaches blancs
01 — Contexte industriel
Le carbonate de lithium comme matériau critique pour les batteries et le durcissement de la réglementation sur les émissions
Le carbonate de lithium est une matière première essentielle à la production de matériaux de cathode pour batteries lithium-ion, de vitrocéramiques et de produits chimiques de spécialité. L'essor fulgurant des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie à grande échelle à l'échelle mondiale a entraîné une expansion rapide des capacités de production de carbonate de lithium. La production est ainsi passée de 4,1 tonnes par an en 2014 à 39,5 millions de tonnes en 2022, soit un taux de croissance annuel composé de 281 000 milliards de tonnes. Elle devrait atteindre 110 millions de tonnes par an, avec une projection de croissance annuelle de 31 110 milliards de tonnes pour atteindre 51,79 millions de tonnes. La production de carbonate de lithium est un maillon essentiel de la chaîne d'approvisionnement des véhicules à énergies nouvelles. De nombreux pays et régions ont d'ailleurs inscrit les énergies nouvelles, les nouveaux matériaux et les véhicules à énergies nouvelles parmi leurs priorités stratégiques de développement dans leurs plans quinquennaux.
Le producteur présenté dans cette étude de cas est spécialisé dans la R&D, la production et la vente de matériaux au lithium pour les nouvelles énergies et de technologies rubidium-césium. Entreprise intégrée d'envergure, bâtie sur d'importantes ressources locales de mica nuageux contenant du lithium et du rubidium, elle a développé une technologie d'extraction du lithium à partir de ce mica qui répond aux problématiques traditionnelles de forte consommation d'énergie et de faible rendement de l'industrie extractive. Soutenue par une société mère disposant de ressources technologiques de pointe, elle participe à la chaîne de valeur des matériaux au lithium et des systèmes de batteries en tant que fournisseur verticalement intégré.
Le procédé de production de carbonate de lithium de qualité batterie utilise des fours tunnel pour le frittage à haute température des précurseurs de carbonate. Ces fours tunnel, alimentés au gaz naturel, génèrent 100 000 Nm³/h de gaz de combustion à 220 °C, transportant un mélange complexe de SO₂, NOx, particules fines, composés de tellure, composés fluorés et oxydes d’azote, issus à la fois de la combustion à haute température et de l’évaporation de traces de contaminants provenant des matières premières carbonatées. Le durcissement des réglementations environnementales, notamment suite à la décision de 2024, rend la production de carbonate de lithium plus difficile. Règlement sur la gestion des permis de rejet de polluants et la politique de contrôle des émissions alignée sur celle de l'UE — l'exigence que les gaz d'échappement des fours tunnels de carbonate de lithium atteignent une conformité aux normes d'émissions ultra-faibles est devenue inévitable.
« Les gaz d'échappement des fours tunnels à carbonate pour batteries au lithium présentent un défi unique en matière de contrôle de la pollution multiple : la présence simultanée de SO₂, de NOx, de composés de tellure, de fluorure et de particules fines, combinée à un panache blanc provenant des gaz d'échappement à forte humidité après épurateur, nécessite cinq technologies de traitement distinctes fonctionnant en séquence coordonnée. Aucune technologie ne peut à elle seule traiter toutes ces catégories de polluants. »
— Résumé technique d'ingénierie, Projet de purification des gaz de combustion de l'industrie des batteries au lithium à énergie nouvelle
02 — Profil de pollution
Gaz de sortie des fours tunnels : récupération simultanée de sept catégories de polluants, dont le tellure et le fluorure
Le four tunnel à carbonate pour batteries au lithium est alimenté au gaz naturel avec un débit de consommation d'environ 1 000 m³/h. Il génère 100 000 Nm³/h (180 000 Nm³/h en conditions de procédé) de gaz résiduaires à 220 °C. Ces gaz résiduaires contiennent simultanément les catégories de polluants réglementés suivantes :
- SO₂ à une concentration initiale de 100 à 500 mg/Nm³ (La plage de valeurs reflète la variabilité de la matière première carbonatée d'un lot à l'autre). Objectif de sortie : ≤ 80 mg/Nm³ via un système de désulfuration des gaz de combustion (FGD) à base de calcaire et de gypse, avec une efficacité d'élimination du 84%. La large plage de valeurs à l'entrée implique que le système FGD doit être dimensionné pour le scénario maximal de 500 mg/Nm³.
- NOx à 30–50 mg/Nm³Contrairement aux chaudières industrielles ou aux fours de fusion où les concentrations de NOx sont beaucoup plus élevées, celles des fours tunnel sont relativement modérées, tout en respectant la limite de ≤ 80 mg/Nm³. La dénitrification par COA (oxydation du dioxyde de chlore ou absorption par oxydation catalytique) atteint une efficacité d'élimination de 601 TP3T dans cette gamme de concentrations.
- Matières particulaires (PM) à une concentration de 30 à 50 mg/Nm³Concentration cible en sortie : ≤ 20 mg/Nm³. Particules fines de carbonate et d’oxyde issues du frittage. Le précipitateur électrostatique humide permet d’atteindre une efficacité de dépoussiérage de 601 TP3T, en complément des autres étapes de polissage des particules fines. Efficacité réelle de dépoussiérage du système complet : environ 691 TP3T.
- Composés de tellure (Te) à des concentrations de 0,5 à 10 mg/Nm³Objectif de rejet : ≤ 0,05 mg/Nm³. Le tellure est un élément rare stratégique présent à l’état de traces dans certaines matières premières de carbonate de lithium. Il s’évapore lors du frittage à haute température et doit être récupéré pour être valorisé, tout en étant soumis à des émissions extrêmement faibles. L’étage de lavage de la tour de garnissage atteint une efficacité d’élimination du tellure de 99,51 % TP3T, permettant ainsi sa récupération pour réutilisation.
- Fluorure (HF) à 0,16–20 mg/Nm³Concentration cible en sortie : ≤ 6 mg/Nm³. La large plage de valeurs en entrée tient compte de la variabilité de la teneur en fluorure de la matière première. Le lavage au calcaire forme du fluorure de calcium insoluble lors du traitement des gaz de combustion, contribuant ainsi à l’élimination du fluorure parallèlement aux étapes de lavage des gaz acides.
- Brouillard acide (brouillard) à 23–30 mg/Nm³Concentration cible à la sortie : ≤ 15 mg/Nm³. Les fines gouttelettes d’aérosol acide issues des étapes de lavage doivent être capturées avant le rejet final. Le précipitateur électrostatique humide assure l’élimination des brouillards acides et le polissage des particules fines. Efficacité d’élimination des brouillards acides : 70%.
- panache blanc visibleLes gaz d'échappement après épurateur sont saturés de vapeur d'eau et d'aérosols résiduels à environ 40 °C. Un système de précipitation électrostatique humide MPA (Magnetic Plume Abatement) assure la finition pour obtenir un rejet invisible dans toutes les conditions ambiantes.
| Paramètre | Concentration initiale | Point de vente (Conception) | Limite UE IED / NER |
|---|---|---|---|
| NOx | 30–50 mg/Nm³ | ≤80 mg/Nm³ | Directive UE 2010/75 : 100 mg/Nm³ (combustion) |
| SO₂ | 100–500 mg/Nm³ | ≤80 mg/Nm³ | Décret néerlandais sur les activités NER |
| Matières particulaires (PM) | 30–50 mg/Nm³ | ≤20 mg/Nm³ | Décret néerlandais sur les activités NER ≤5 mg/Nm³ |
| Tellure (Te) | 0,5–10 mg/Nm³ | ≤0,05 mg/Nm³ | BATTE IED métaux lourds |
| Fluorure (HF) | 0,16–20 mg/Nm³ | ≤6 mg/Nm³ | IED 2010/75/UE HF BAT |
| Brouillard acide | 23–30 mg/Nm³ | ≤15 mg/Nm³ | BATTE À ÉPIDÉMIE |
| Plume blanche visible | Présent | Aucun (invisible) | Aucune plume blanche visible |
| Volume nominal (standard) des gaz de combustion | 100 000 Nm³/h | — | — |
| Volume des gaz de combustion du procédé | 180 000 Nm³/h (dans ces conditions) | — | — |
| Température des gaz de combustion (sortie du four) | 220°C | — | — |
03 — Solution de traitement
Système de purification intégré à cinq étapes avec récupération du tellure et élimination du panache blanc
Le système de traitement intégré a été conçu pour traiter les sept catégories de polluants selon une séquence coordonnée en cinq étapes. Au lieu de traiter chaque polluant isolément, le système exploite les avantages de la capture croisée à chaque étape et coordonne la chimie des réactifs de sorte que les sous-produits de la réaction d'une étape contribuent à l'efficacité de l'étape suivante.
Étape 1 : Pré-refroidissement à l’entrée du ventilateur à tirage induit
Un additif pour eau de refroidissement est appliqué à l'entrée du ventilateur de tirage induit afin d'abaisser la température des gaz de combustion de 220 °C à environ 120 °C, empêchant ainsi les matériaux anticorrosion de dépasser leur température nominale dans l'ensemble de l'équipement de traitement en aval et protégeant les composants internes du laveur humide des dommages thermiques.
Étape 2 : Tour de remplissage de première étape (Tour de garnissage — Élimination du tellure et du fluorure)
Le gaz, à environ 120 °C, pénètre dans la première tour de remplissage où il entre en contact avec la liqueur de lavage recirculée. Dans cette tour, les composés de tellure et le fluorure présents dans le gaz réagissent avec l'eau pour former des composés solubles qui sont absorbés par la liqueur de lavage. À mesure que le niveau de la liqueur de lavage dans la tour de remplissage monte progressivement, une partie des eaux usées contenant du tellure et du fluorure est transférée vers le réservoir d'épaississement/dessalage par des pompes de transfert. Ces eaux usées primaires contenant du tellure, additionnées de fluorure de calcium, subissent une réaction : l'ajout de fluorure de calcium provoque sa précipitation, et le liquide est ensuite traité par filtration sous pression pour obtenir une séparation solide-liquide, éliminer le fluorure soluble dans l'eau et recycler l'eau. Les points clés de cette étape sont le contrôle du pH de la liqueur de lavage recirculée de la tour de remplissage (tour d'élimination du tellure), l'ajustement simultané du fonctionnement des pompes de circulation en fonction de la température des gaz de combustion et de la teneur en composés de tellure, ainsi que la régulation des quantités de tellure et de promoteur ajoutées. La tour de remplissage atteint une efficacité d'élimination du tellure de 99,5% et une efficacité d'élimination du fluorure de 70%.
Étape 3 : Système de dénitrification COA
Après lavage, les gaz réintègrent le système de dénitrification COA (oxydation au dioxyde de chlore / absorption oxydative catalytique). À ce stade, les gaz de combustion contiennent encore des NOx oxydables. Le mécanisme de dénitrification COA oxyde le NO (peu soluble dans l'eau) en NO₂ (très soluble dans l'eau) grâce au dioxyde de chlore, permettant ainsi une absorption par voie humide ultérieure. Cette méthode permet une élimination significative des NOx, impossible à obtenir avec un lavage conventionnel à l'eau ou en milieu alcalin. Le système COA atteint une efficacité de dénitrification de 60%, réduisant la concentration de NOx de 30–50 mg/Nm³ à l'entrée à ≤ 80 mg/Nm³ à la sortie. Après dénitrification par COA, les gaz sont dirigés vers l'étape de désulfuration des gaz de combustion (FGD) pour l'élimination du dioxyde de soufre.
Étape 4 : Tour FGD en calcaire-gypse (φ4,6 m, 202 000 Nm³/h)
Le gaz post-COA pénètre dans la tour FGD calcaire-gypse pour l'élimination du SO₂. Cette tour atteint une efficacité de désulfuration de 841 T/min, réduisant la concentration de SO₂ de 100–500 mg/Nm³ à ≤ 80 mg/Nm³. Paramètres clés : diamètre intérieur de la tour : φ 4,6 m ; rapport liquide/gaz : 15,5 ; nombre de couches de pulvérisation : 3 ; débit de la pompe : 600 m³/h ; temps de décantation de la suspension : 5 h ; consommation de calcaire : 65 kg/h (utilisation maximale) ; production de gypse : 131 kg/h (production maximale) ; teneur en eau du gypse : ≤ 151 T/min ; séparateur de brouillard de premier étage : à deux couches ; séparateur de brouillard de deuxième étage : à une couche + un faisceau tubulaire. Capacité de stockage intermédiaire de calcaire de 10 m³ avec une autonomie de 7 jours. Le gypse, sous-produit de la réaction de désulfuration des gaz de combustion, est déshydraté et peut être réutilisé comme matériau de construction.
Étape 5 : Précipitateur électrostatique humide (WESP) + Atténuation du panache magnétique
Le gaz post-FGD, chargé de fines particules résiduelles, de gouttelettes de brouillard acide et de vapeur d'eau saturée, pénètre dans le précipitateur électrostatique humide (modèle BLSD360-64, configuration à tour externe, entrée par le bas / sortie par le haut). Le précipitateur électrostatique humide (WESP) applique un champ haute tension (générateur BLEMG-2K, puissance moyenne de 80 kW, efficacité de purification ≥ 95%) pour ioniser les fines particules d'aérosol résiduelles et le brouillard acide, et les acheminer vers l'électrode de collecte. Concentration du mélange polluant à l'entrée : 100 mg/m³ ; à la sortie : 5 mg/m³. Dimensions de l'équipement : 6 200 × 7 200 mm (plan) ; hauteur : 17 900 mm ; résistance du système : 350 Pa ; pression de service : ± 5 000 Pa ; température de fonctionnement : < 40 °C. La fonction d'élimination du panache magnétique du générateur BLEMG-2K assure l'élimination finale du panache blanc après le polissage en profondeur du flux de gaz par le WESP, garantissant ainsi un rejet invisible à la cheminée.
Four
220°C
→120°C
Fan de Tsahal
Élimination de Te + F⁻
99.5% / 70%
Dénitrification
60% NOx
Calcaire
84% SO₂
PM/Brouillard/Pan
≥95%
Empiler
⭐ Équipement neuf ou amélioré dans ce projet
04 — Principaux avantages
Pourquoi cette architecture à cinq étages est la solution idéale pour le traitement des gaz de combustion du carbonate issus des fours tunnel
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Récupération du tellure à 99,5% : une source de revenus, et non une simple obligation de conformité. Le tellure est un élément rare d'importance stratégique et commerciale majeure. Avec une efficacité d'élimination de 99,51 % pour des concentrations d'entrée de 0,5 à 10 mg/Nm³, l'étage de remplissage récupère une solution de lavage riche en tellure qui, après précipitation au fluorure de calcium et filtration sous pression, peut être traitée pour récupérer le tellure et le réutiliser dans la fabrication de matériaux pour batteries. L'obligation de capter le tellure jusqu'à une concentration ≤ 0,05 mg/Nm³ crée simultanément une opportunité de valorisation des ressources qui compense partiellement les coûts d'exploitation du système de traitement. - ✓
La dénitrification COA permet d'éliminer les NOx, ce que le lavage humide conventionnel ne peut pas faire : Le lavage alcalin classique absorbe le NO₂ mais pas le NO, ce qui représente 90 à 95 % des NOx émis par les fours tunnel. Le système COA oxyde le NO en NO₂ à l'aide de dioxyde de chlore avant l'étape d'absorption par voie humide, permettant ainsi d'atteindre une efficacité d'élimination des NOx de 60 % inaccessible avec le seul lavage alcalin classique. Cette approche élimine le besoin d'un lit catalytique SCR séparé, qui nécessiterait un conditionnement des gaz à haute température et engendrerait des coûts d'investissement et une perte de charge importants pour les concentrations de NOx relativement modérées de cette application. - ✓
Procédé intégré de réaction-coagulation-sédimentation pour les eaux usées contenant du tellure — Zéro rejet liquide de composés dangereux : La liqueur de lavage contenant du tellure et du fluorure provenant de la tour de remplissage est traitée par une chaîne complète de réaction-coagulation-sédimentation : ajout de fluorure de calcium pour la précipitation du fluorure, coagulation, filtration sous pression pour la séparation solide-liquide, et recyclage du filtrat dans le système. Ce procédé élimine le rejet continu d’eaux usées contaminées au tellure, permet le recyclage de l’eau et garantit la récupération du tellure sous forme de produit solide plutôt que son rejet dans le réseau d’assainissement. - ✓
Avantages du procédé FGD calcaire-gypse pour les applications au carbonate de lithium : Le procédé calcaire-gypse a été sélectionné pour ses sept avantages spécifiques : (1) faible consommation d’énergie ; (2) gestion du gypse, sous-produit, sans pollution secondaire ; (3) faible emprise au sol et conception rationnelle des flux ; (4) optimisation par simulation informatique pour une faible résistance et une efficacité énergétique maximale ; (5) conception à faible vitesse de gaz pour une absorption uniforme ; (6) calcaire, matière première abondante, largement disponible et peu coûteuse ; (7) conception des parois de la tour avec pulvérisation à contre-courant et séparateur de brouillard pour réduire les dépôts. La chimie du procédé calcaire-gypse est également compatible avec la teneur en fluorure des matières premières carbonatées, permettant la capture du fluorure sous forme de fluorure de calcium insoluble dans la boucle de boues de désulfuration des gaz de combustion (FGD), au lieu de son rejet dans les eaux usées de gypse. - ✓
Le précipitateur électrostatique humide permet un polissage PM en profondeur et l'élimination simultanée des brouillards acides : Le système BLSD360-64 WESP (modèle BLEMG-2K) combine la capture électrostatique de particules et la réduction magnétique du panache en une seule unité. Le champ haute tension ionise les fines particules résiduelles (y compris les fines cristallites de sulfate de calcium issues de l'étage de désulfuration des gaz de combustion et ayant traversé l'éliminateur de brouillard) et les capture sur l'électrode de collecte, simultanément aux gouttelettes de brouillard acide résiduelles et aux aérosols d'eau responsables du panache blanc visible. L'efficacité de purification combinée ≥ 95% permet d'obtenir une concentration de polluants mixtes en sortie de 5 mg/m³ et d'éliminer le panache blanc visible en une seule étape. - ✓
Le redémarrage automatique par simple pression d'un bouton et le contrôle par retour d'information en temps réel réduisent la charge de travail de l'opérateur et le risque d'erreur de réponse : Chaque tour et bassin du système est équipé de capteurs de niveau de liquide qui transmettent en temps réel les informations au système de contrôle, lequel verrouille automatiquement les vannes d'arrivée d'eau et les pompes. La transmission au système de contrôle des informations relatives à la préparation de la solution d'urée et à sa décomposition thermique permet le redémarrage automatique par simple pression d'un bouton, réduisant ainsi les risques d'erreur humaine lors des redémarrages, phases critiques pour les systèmes à forte variabilité de charge et susceptibles d'entraîner des non-conformités.
05 — Résultats opérationnels
Données de conformité vérifiées : Les sept paramètres sont tous inférieurs aux limites de la directive européenne IED/de la norme néerlandaise NER.
La puissance maximale installée de l'ensemble du système est de 1 186,67 kW ; la puissance réelle en fonctionnement est de 1 047,52 kW. En fonctionnement continu 24 h/24 et à un tarif de 0,36 RMB/kWh, le coût journalier de l'électricité est de 9 050,57 RMB ; pour 8 000 heures de fonctionnement annuelles, le coût annuel de l'électricité est d'environ 301 683,76 RMB (équivalent de 10 000 RMB). Le coût annuel de l'eau est d'environ 8 RMB (équivalent de 10 000 RMB) (4,66 t/h à 2 RMB/t). Le coût annuel du calcaire est d'environ 15,36 RMB (équivalent de 10 000 RMB) (64 kg/h à 300 RMB/t).
06 — Précautions d'implémentation
Leçons critiques d'ingénierie et d'exploitation tirées du traitement des gaz résiduaires des fours à carbonate de lithium
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Les fluctuations de la température des gaz de combustion et du SO₂ sont la principale source d'instabilité des rejets du système — assurez une communication opérationnelle étroite entre l'équipe du four et la salle de contrôle du traitement : Le principal risque opérationnel documenté est lié aux fluctuations de la température des gaz de combustion et de la concentration en SO₂. La concentration en SO₂ à l'entrée peut varier de 100 à 500 mg/Nm³ selon le lot de matière première carbonatée. Un protocole formel de notification préalable des modifications de production planifiées affectant la composition ou le volume des gaz doit être établi et appliqué. Un préavis d'au moins 15 minutes pour toute modification des paramètres de fonctionnement du four permet au système de contrôle du désulfurage des gaz de combustion (FGD) de prépositionner le dosage des réactifs avant que la modification de concentration n'atteigne l'absorbeur. - ⚠️
Le contrôle du pH de la tour de remplissage (tour d'élimination du tellure) est le paramètre le plus sensible en termes d'exploitation : La clé d'une élimination efficace du tellure réside dans le contrôle du pH du liquide de recirculation de la tour de remplissage, associé au réglage simultané du fonctionnement de la pompe de circulation en fonction de la température des gaz de combustion et de la concentration en tellure. Si le pH s'écarte de la plage d'absorption optimale, l'efficacité d'élimination du tellure chute rapidement, entraînant un non-respect des normes et une perte de valeur de récupération. Il est donc nécessaire de mettre en place une surveillance continue du pH avec des seuils d'alarme aux limites inférieure et supérieure de la plage cible, ainsi qu'un système d'ajout automatique d'eau fraîche lorsque le pH dépasse le seuil maximal cible. - ⚠️
La surveillance de la température à l'entrée de la tour de remplissage (laveur primaire) et de la tour FGD doit être transmise au système de contrôle afin de protéger les équipements en aval : La surveillance de la température aux entrées des tours de premier et de deuxième étage doit être intégrée au système de contrôle avec rétroaction automatique. La température des gaz mesurée ajuste en temps réel les paramètres de fonctionnement des équipements et les points de consigne du procédé, protégeant ainsi les matériaux anticorrosion contre les surchauffes et garantissant le bon fonctionnement de la réaction de désulfuration des gaz de combustion (FGD) dans la plage de température optimale pour la dissolution du calcaire et l'oxydation du sulfite de calcium. - ⚠️
Les fuites de tuyauterie dans le processus de production constituent le risque opérationnel secondaire — l'environnement gazeux corrosif accélère la dégradation des joints et des garnitures d'étanchéité : L'environnement combinant gaz acides et composés de tellure crée un milieu corrosif agressif pour toutes les canalisations en contact avec le fluide. Mettez en place des inspections visuelles hebdomadaires de tous les raccords de tuyauterie et de vannes, en portant une attention particulière aux faces des brides, aux soufflets des joints de dilatation et aux garnitures mécaniques des pompes. Maintenez un stock de pièces de rechange pour toutes les sections de tuyauterie critiques. Le remplacement d'urgence d'une section de tuyauterie doit pouvoir être effectué dans un délai de 4 heures afin d'éviter que l'arrêt de production ne se prolonge au-delà de la fenêtre de maintenance planifiée. - ⚠️
Les eaux usées contenant du tellure provenant de la tour de remplissage doivent être traitées comme un flux de déchets dangereux jusqu'à ce que la concentration de tellure dans l'effluent soit confirmée comme étant inférieure au seuil : Le tellure est classé comme substance dangereuse en vertu du règlement REACH de l'UE à des concentrations supérieures aux seuils environnementaux. Les eaux usées issues de la réaction de la tour de remplissage contiennent des composés de tellure dissous et des solides de fluorure de calcium qui doivent être caractérisés par analyse en laboratoire avant toute validation de rejet ou de réutilisation. Le produit solide issu de la filtration sous pression (gâteau de tellurure de calcium/fluorure de calcium) doit également être classé avant élimination ou réutilisation. - ⚠️
Le système à haute tension (80 kV) de WESP exige des protocoles de sécurité électrique stricts et des contrôles d'accès du personnel : Le précipitateur électrostatique humide fonctionne à une haute tension d'environ 80 kV. Tout accès du personnel à la zone WESP doit être soumis à une procédure de consignation/déconsignation (LOTO) formelle, avec isolation physique par verrouillage à clé de l'alimentation haute tension avant toute entrée. Une inspection annuelle de sécurité électrique par un organisme de contrôle électrique agréé est obligatoire conformément à la réglementation néerlandaise sur les installations électriques (NEN 3140). Le système SCADA du générateur BLEMG-2K doit comporter un dispositif de sécurité du personnel vérifié empêchant la mise sous tension haute tension lorsque la porte d'accès est ouverte.
07 — Leçons tirées en ingénierie
Quatre leçons tirées de ce projet de purification des gaz de combustion au carbonate des batteries au lithium
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Les exigences de conformité réglementaire et les possibilités de valorisation des ressources ne sont pas des alternatives — elles peuvent être conçues pour se renforcer mutuellement. L'exigence de capture du tellure (concentration en sortie ≤ 0,05 mg/Nm³) induit simultanément une récupération de tellure à 99,51 % TP3T à partir du flux de gaz résiduaires. Le tellure récupéré est directement réutilisable dans la fabrication de matériaux pour batteries. Les projets qui appréhendent les exigences de conformité uniquement sous l'angle des coûts passent à côté de l'opportunité économique de récupérer des composés commercialement précieux dont la capture est de toute façon imposée par la réglementation. Le tellure, le fluorure, le gypse et la récupération de chaleur sont autant d'exemples tirés de ce projet où l'exigence de conformité et les possibilités de valorisation des ressources convergent. - 2
La dénitrification oxydative COA est la technologie appropriée pour les concentrations modérées de NOx (30–50 mg/Nm³) dans les applications de lavage humide où le SCR serait surdimensionné. Lorsque la concentration de NOx à l'entrée est inférieure à 100 mg/Nm³ et que la chaîne de traitement comprend déjà des étapes de lavage humide, la dénitrification par COA (élimination du 60%, sans lit catalytique, fonctionnant aux températures de fonctionnement du laveur) est plus économique et plus adaptée que la SCR (qui nécessite une gestion de la température entre 350 et 400 °C, l'approvisionnement et le remplacement du catalyseur, ainsi qu'un système d'injection d'ammoniac ou d'urée). Le choix de la technologie doit être guidé par le niveau de concentration de NOx et le contexte de la chaîne de traitement, et non par la familiarité du rédacteur du cahier des charges avec une technologie particulière. - 3
Les larges plages de concentration de polluants à l'entrée exigent un dimensionnement du système basé sur le pire des cas, et non sur la moyenne. La plage de concentration de SO₂ à l'entrée, de 100 à 500 mg/Nm³, représente une variation d'un facteur 5 entre la valeur minimale et la valeur maximale. Un système dimensionné pour une valeur moyenne (par exemple 300 mg/Nm³) avec une efficacité d'élimination de 84% atteindrait une concentration de SO₂ à la sortie de 48 mg/Nm³ en conditions normales, mais de 80 mg/Nm³ à la sortie — soit la limite exacte — lors de pics à 500 mg/Nm³, toute imperfection de fonctionnement entraînant un dépassement des spécifications. La base de dimensionnement correcte est toujours la concentration maximale à l'entrée ; la marge de conformité pendant les périodes de concentration moyenne constitue la réserve intégrée pour compenser la variabilité opérationnelle. - 4
Le recours à l'infrastructure de traitement existante plutôt qu'à la conception d'un système de traitement entièrement nouveau permet de réduire les coûts d'investissement et les perturbations liées à l'installation. Ce projet s'appuie sur l'infrastructure technologique et les procédés existants de l'installation, optimisant l'intégration entre les nouvelles étapes de traitement et les équipements existants plutôt que de remplacer l'infrastructure fonctionnelle. La principale difficulté en ingénierie réside dans la caractérisation précise des apports de l'infrastructure existante (débits, températures, pressions, chimie) et la conception des seules capacités de traitement supplémentaires que le système existant ne peut assurer. Cette approche permet généralement de réduire les coûts d'investissement de 20 à 350 tonnes par rapport à la conception d'un système de traitement entièrement nouveau.
08 — Foire aux questions
Traitement des gaz de combustion des fours tunnels à carbonate pour batteries au lithium : réponses à dix questions
Questions des responsables des permis environnementaux, des ingénieurs de production de matériaux pour batteries et des équipes de développement durable des usines de fabrication de carbonate de lithium et de matériaux actifs pour cathodes qui prévoient des améliorations de la purification des gaz de combustion conformément aux exigences du décret européen IED / du décret néerlandais sur les activités.
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