{"id":3065,"date":"2026-06-16T02:55:36","date_gmt":"2026-06-16T02:55:36","guid":{"rendered":"https:\/\/regenerative-thermal-oxidation.com\/?p=3065"},"modified":"2026-06-16T02:59:41","modified_gmt":"2026-06-16T02:59:41","slug":"denitrification-scr-a-temperature-moyenne-et-depoussierage-par-filtre-a-manches-pour-la-production-de-materiaux-speciaux-en-alliage-daluminium-haute-performance","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/regenerative-thermal-oxidation.com\/fr\/application\/denitrification-scr-a-temperature-moyenne-et-depoussierage-par-filtre-a-manches-pour-la-production-de-materiaux-speciaux-en-alliage-daluminium-haute-performance\/","title":{"rendered":"D\u00e9nitrification SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature et d\u00e9poussi\u00e9rage par filtration sur manches pour la production de mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en alliage d'aluminium haute performance"},"content":{"rendered":"

<\/p>\n

<\/p>\n
\n

\u00c9tude de cas \u00b7 Contr\u00f4le des \u00e9missions industrielles<\/p>\n

Comment un producteur de mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en alliage d'aluminium haute performance a atteint une efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification SCR de 99,6%, une \u00e9limination de la poussi\u00e8re par filtre \u00e0 manches de 99,8% et une conformit\u00e9 aux \u00e9missions ultra-faibles pour les NOx, PM, SO\u2082, HF et HCl \u2014 r\u00e9solvant le d\u00e9fi pionnier de l'empoisonnement du catalyseur SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature par les m\u00e9taux alcalins dans les gaz r\u00e9siduaires des fours de fusion.<\/p>\n

D\u00e9nitrification SCR<\/span>
\nGaz de sortie du four de fusion d'aluminium<\/span>
\n\u00c9limination de la poussi\u00e8re du filtre \u00e0 sac<\/span>
\n\u00c9missions de NOx ultra-faibles<\/span>
\nSolution d'empoisonnement aux catalyseurs de m\u00e9taux alcalins<\/span><\/div>\n<\/header>\n

<\/p>\n

\n
\n
99.6%<\/div>\n
D\u00e9nitrification SCR<\/div>\n
NOx \u00e0 la sortie <4 mg\/Nm\u00b3<\/div>\n<\/div>\n
\n
99.8%<\/div>\n
Efficacit\u00e9 d'\u00e9limination de la poussi\u00e8re<\/div>\n
PM sortie <4 mg\/Nm\u00b3<\/div>\n<\/div>\n
\n
125,000<\/div>\n
Nm\u00b3\/h<\/div>\n
Gaz de combustion de proc\u00e9d\u00e9 nominal<\/div>\n<\/div>\n
\n
D'abord<\/div>\n
Application sectorielle<\/div>\n
SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature dans la fusion de l'aluminium<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

<\/p>\n

\n

01 \u2014 Contexte industriel<\/p>\n

Mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en aluminium\u00a0: un secteur en pleine croissance confront\u00e9 \u00e0 des exigences d\u2019\u00e9missions de plus en plus strictes<\/h2>\n

L'industrie de l'aluminium englobe l'extraction mini\u00e8re, le raffinage, la fonderie, la transformation et la vente, au sein d'une cha\u00eene de valeur mondiale complexe. L'aluminium est largement utilis\u00e9 dans l'a\u00e9rospatiale, l'automobile, la construction, le transport d'\u00e9nergie, l'emballage et l'\u00e9lectronique grand public. Ce secteur rev\u00eat une importance \u00e9conomique mondiale consid\u00e9rable, port\u00e9e par la transition vers des mat\u00e9riaux l\u00e9gers dans les industries automobile et a\u00e9rospatiale, o\u00f9 l'aluminium remplace les composants plus lourds en acier et en titane afin de r\u00e9duire la consommation d'\u00e9nergie et les \u00e9missions de carbone.<\/p>\n

Le sous-secteur des alliages d'aluminium haute performance et des mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en aluminium se concentre sur des produits de pointe exigeant des propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles extr\u00eamement rigoureuses\u00a0: couvercles de canettes ultra-fins pour les fabricants mondiaux de boissons (leader du march\u00e9 int\u00e9rieur, environ 101\u00a0000 tonnes de parts de march\u00e9 mondiales), couvercles de canettes ultra-fins de 0,208\u00a0mm et fonds de canettes ultra-fins de 0,235\u00a0mm produits en s\u00e9rie, films plastiques en aluminium pour batteries \u00e0 \u00e9nergies nouvelles, feuilles d'aluminium pour collecteurs de courant et feuilles d'aluminium pour connecteurs d'antenne destin\u00e9s aux v\u00e9hicules \u00e0 \u00e9nergies nouvelles et \u00e0 l'\u00e9lectronique grand public. Le producteur \u00e9tudi\u00e9 ici poss\u00e8de un actif total \u00e9quivalent \u00e0 231\u00a0milliards d'euros, avec une capacit\u00e9 annuelle de 690\u00a0000\u00a0tonnes d'aluminium transform\u00e9, 150\u00a0000\u00a0tonnes de carbone, 90\u00a0000\u00a0kW d'\u00e9lectricit\u00e9 et 2,25\u00a0millions de tonnes de charbon brut, ce qui en fait un acteur mondial de premier plan dans le secteur des mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en aluminium.<\/p>\n

Face au durcissement des r\u00e9glementations environnementales, l'\u00e9puration des gaz de combustion des fours de fusion d'aluminium est devenue une exigence essentielle de comp\u00e9titivit\u00e9 et de conformit\u00e9. Le d\u00e9fi pour ce secteur sp\u00e9cifique r\u00e9side dans la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, la forte concentration de poussi\u00e8res et, surtout, la teneur \u00e9lev\u00e9e en m\u00e9taux alcalins des gaz de combustion des fours de fusion aliment\u00e9s au gaz naturel. Les compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins (principalement des sels de potassium et de sodium) pr\u00e9sents dans les poussi\u00e8res du four sont transport\u00e9s par le flux gazeux \u00e0 des concentrations suffisantes pour empoisonner progressivement les catalyseurs SCR conventionnels, r\u00e9duisant ainsi l'efficacit\u00e9 de la d\u00e9nitrification au fil du temps. Ce probl\u00e8me d'empoisonnement aux m\u00e9taux alcalins a constitu\u00e9 le principal d\u00e9fi d'ing\u00e9nierie qui a fait de cette installation une premi\u00e8re dans le secteur.<\/p>\n

\"Sc\u00e9narios<\/p>\n

\n
<\/div>\n

\u00ab\u00a0L\u2019application de la r\u00e9duction catalytique s\u00e9lective (SCR) \u00e0 moyenne temp\u00e9rature aux gaz r\u00e9siduaires des fours de fusion d\u2019aluminium ne se limite pas \u00e0 une simple adaptation de la technologie SCR utilis\u00e9e dans les centrales \u00e9lectriques. Les compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins pr\u00e9sents dans les poussi\u00e8res du four sont des poisons pour le catalyseur aux concentrations v\u00e9hicul\u00e9es par ce flux gazeux. La r\u00e9solution du probl\u00e8me de s\u00e9lection et de protection du catalyseur est ce qui rend cette installation unique\u00a0: c\u2019\u00e9tait la premi\u00e8re fois, \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondiale, qu\u2019un syst\u00e8me SCR \u00e0 haute efficacit\u00e9 et \u00e0 moyenne temp\u00e9rature \u00e9tait d\u00e9ploy\u00e9 avec succ\u00e8s dans ce secteur.\u00a0\u00bb<\/p>\n

\u2014 R\u00e9sum\u00e9 technique d'ing\u00e9nierie, Projet de d\u00e9poussi\u00e9rage et de d\u00e9nitrification de mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux en alliage d'aluminium haute performance<\/cite><\/p><\/blockquote>\n<\/section>\n

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\n

02 \u2014 Profil de pollution<\/p>\n

Gaz r\u00e9siduaires des fours de fusion d'aluminium\u00a0: teneur \u00e9lev\u00e9e en NOx, en poussi\u00e8res et en m\u00e9taux alcalins<\/h2>\n

La ligne de production de cette installation comprend deux fours de fusion et deux fours de maintien, reli\u00e9s par une seule chemin\u00e9e. Chaque four de fusion fonctionne au gaz naturel\u00a0; les gaz de combustion contiennent une quantit\u00e9 importante de NOx, produits par les r\u00e9actions de combustion \u00e0 haute temp\u00e9rature. Les quatre fours sont actuellement \u00e9quip\u00e9s d'un seul filtre \u00e0 manches. Les gaz de combustion de tous les fours sont regroup\u00e9s dans une seule chemin\u00e9e pour leur \u00e9vacuation. Le gaz naturel \u00e9tant utilis\u00e9 comme combustible, les gaz de combustion ne contiennent pas de SO\u2082, mais ils transportent des NOx, des particules (notamment de fines particules de NaCl, KCl et autres sels de m\u00e9taux alcalins), du HF, du HCl et du CO, qui doivent tous \u00eatre g\u00e9r\u00e9s dans le respect des limites d'\u00e9mission.<\/p>\n

Le principal d\u00e9fi en mati\u00e8re de pollution pour cette application r\u00e9side dans la teneur en m\u00e9taux alcalins de la fraction particulaire des gaz de fusion. Ces poussi\u00e8res transportent du NaCl, du KCl et des compos\u00e9s apparent\u00e9s de potassium et de sodium \u00e0 des concentrations suffisantes pour empoisonner progressivement les catalyseurs SCR conventionnels \u00e0 base de vanadia-titane en quelques mois de fonctionnement, en occupant les sites acides actifs \u00e0 la surface du catalyseur. Ce m\u00e9canisme d'empoisonnement requiert soit une formulation de catalyseur sp\u00e9cifiquement r\u00e9sistante \u00e0 la d\u00e9sactivation par les m\u00e9taux alcalins, soit une \u00e9tape de pr\u00e9-d\u00e9poussi\u00e9rage en amont du r\u00e9acteur SCR afin de r\u00e9duire la charge particulaire en m\u00e9taux alcalins avant leur contact avec le catalyseur. Cette \u00e9tude de cas utilise un syst\u00e8me SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature positionn\u00e9 en amont du filtre \u00e0 manches (dans la zone de pr\u00e9-d\u00e9poussi\u00e9rage \u00e0 haute temp\u00e9rature, entre 350 et 400 \u00b0C), avec un catalyseur con\u00e7u pour tol\u00e9rer l'exposition aux m\u00e9taux alcalins et un filtre \u00e0 manches plac\u00e9 en aval pour le polissage final des poussi\u00e8res.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Param\u00e8tre<\/th>\nGaz brut \/ Entr\u00e9e<\/th>\nPoint de vente (Conception)<\/th>\nR\u00e9f\u00e9rence limite UE\/NL<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
NOx<\/td>\n100 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n\u226450 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nIED 2010\/75\/UE \u2264100 mg\/Nm\u00b3 (combustion)<\/td>\n<\/tr>\n
Mati\u00e8res particulaires (PM)<\/td>\n2 000 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n\u226410 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nNER (D\u00e9cret n\u00e9erlandais sur les activit\u00e9s) \u22645 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n<\/tr>\n
SO\u2082<\/td>\nAbsent (combustible : gaz naturel)<\/td>\n\u22645 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nR\u00e8gle UE 2010\/75<\/td>\n<\/tr>\n
CO<\/td>\n100 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n\u2264100 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nR\u00e8gle UE 2010\/75<\/td>\n<\/tr>\n
HF<\/td>\n5 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n\u22645 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nIED 2010\/75\/UE HF BAT<\/td>\n<\/tr>\n
HCl<\/td>\n15 mg\/Nm\u00b3<\/td>\n\u226415 mg\/Nm\u00b3<\/td>\nIED 2010\/75\/UE HCl BAT<\/td>\n<\/tr>\n
Volume des gaz de combustion du proc\u00e9d\u00e9<\/td>\n125 000 Nm\u00b3\/h<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n
Temp\u00e9rature nominale des gaz de combustion<\/td>\n350\u2013420 \u00b0C<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n
temp\u00e9rature de conception du SCR<\/td>\n350\u00b0C (sortie du four, pr\u00e9-refroidisseur)<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n
point de temp\u00e9rature d'\u00e9limination de la poussi\u00e8re<\/td>\n200\u00b0C (entr\u00e9e du filtre \u00e0 sac)<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n
temp\u00e9rature de d\u00e9nitrification SCR<\/td>\n359\u00b0C<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n
Teneur en substances corrosives \u00e0 l'entr\u00e9e<\/td>\n30 mg\/Nm\u00b3 (sels alcalins)<\/td>\n\u2014<\/td>\n\u2014<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n<\/section>\n
\n

<\/p>\n

\n

03 \u2014 Exigences d'ing\u00e9nierie<\/p>\n

Sept crit\u00e8res de conception d\u00e9finissant l'architecture SCR moyenne temp\u00e9rature pour cette application<\/h2>\n

Chacune des exigences suivantes \u00e9tait contraignante avant la s\u00e9lection de la technologie et refl\u00e8te les caract\u00e9ristiques sp\u00e9cifiques des gaz r\u00e9siduaires des fours de fusion d'aluminium aliment\u00e9s au gaz naturel, qui diff\u00e8rent de celles des centrales \u00e9lectriques et des chaudi\u00e8res industrielles dans lesquelles la technologie SCR est plus couramment utilis\u00e9e.<\/p>\n

\n
\n
\ud83d\udcca<\/div>\n

Positionnement du SCR avant d\u00e9poussi\u00e9rage<\/h3>\n

Le r\u00e9acteur SCR est install\u00e9 \u00e0 la sortie du four, en amont du refroidisseur d'air, \u00e0 une temp\u00e9rature de gaz de 350 \u00e0 400 \u00b0C, car le gaz ne contient pas de SO\u2082 \u00e0 ce stade, ce qui permet l'utilisation de catalyseurs de moyenne temp\u00e9rature. Le SCR r\u00e9duit les NOx avant que le filtre \u00e0 manches n'\u00e9limine les particules en aval, cr\u00e9ant ainsi une configuration SCR \u00e0 chaud qui exploite la plage de temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es avant le refroidissement du gaz.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\u2699\ufe0f<\/div>\n

Formulation de catalyseur tol\u00e9rant aux m\u00e9taux alcalins<\/h3>\n

Le catalyseur doit \u00eatre sp\u00e9cifiquement formul\u00e9 et valid\u00e9 pour sa tol\u00e9rance \u00e0 l'empoisonnement par les sels de potassium et de sodium \u00e0 une concentration d'entr\u00e9e de 30 mg\/Nm\u00b3 de compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins. Les catalyseurs conventionnels \u00e0 base de vanadia-titane, non r\u00e9sistants aux alcalis, ne peuvent garantir une dur\u00e9e de vie chimique de 24\u00a0000 heures dans cet environnement.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\ud83d\udd25<\/div>\n

Architecture de couche catalytique 3+1<\/h3>\n

Le r\u00e9acteur SCR utilise une conception de couche de catalyseur 3+1 : 3 couches actives offrant l'efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification 99,6%, plus 1 couche de rechange qui peut \u00eatre charg\u00e9e si une couche active doit \u00eatre remplac\u00e9e au cours de la dur\u00e9e de vie chimique de 24 000 heures, \u00e9vitant ainsi l'interruption de la production pour le changement de catalyseur.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\ud83d\udee0\ufe0f<\/div>\n

Int\u00e9gration du soufflage de suie et du contr\u00f4le de la temp\u00e9rature<\/h3>\n

Le syst\u00e8me comprend un syst\u00e8me automatis\u00e9 de soufflage de suie avec retour d'information sur la temp\u00e9rature et le d\u00e9bit vers le syst\u00e8me de contr\u00f4le. En fonction de la temp\u00e9rature des gaz surveill\u00e9e, la fr\u00e9quence et l'intensit\u00e9 du soufflage de suie sont ajust\u00e9es en temps r\u00e9el. La pr\u00e9paration de la solution d'ur\u00e9e et le suivi de sa d\u00e9composition thermique sont \u00e9galement int\u00e9gr\u00e9s au syst\u00e8me de contr\u00f4le, avec une fonction de red\u00e9marrage automatique par simple pression d'un bouton pour les vannes et les pompes.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\ud83d\udd0a<\/div>\n

Validation de la distribution de pression par simulation<\/h3>\n

La distribution globale de la pression dans l'unit\u00e9 SCR est valid\u00e9e par simulation num\u00e9rique avant sa construction. Ceci garantit un \u00e9coulement uniforme du gaz sur toute la section transversale du catalyseur, \u00e9vitant ainsi la formation de points chauds de vitesse locale susceptibles d'entra\u00eener une d\u00e9sactivation pr\u00e9matur\u00e9e du catalyseur et des d\u00e9passements de seuil dus \u00e0 des effets de canalisation.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\ud83d\udd10<\/div>\n

Syst\u00e8me de r\u00e9actif \u00e0 l'ur\u00e9e<\/h3>\n

L'ur\u00e9e (puret\u00e9 98%, biais 5%) est utilis\u00e9e comme agent r\u00e9ducteur SCR. Sa consommation est de 9,5 kg\/h. Le syst\u00e8me d'hydrolyse de l'ur\u00e9e produit de l'ammoniac par d\u00e9composition thermique de la solution, la r\u00e9action de d\u00e9composition \u00e9tant r\u00e9gul\u00e9e par le syst\u00e8me de contr\u00f4le. La consommation d'eau pour la dissolution de l'ur\u00e9e est d'environ 40 kg\/h.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\u2668<\/div>\n

Filtre \u00e0 sac en aval pour le polissage final<\/h3>\n

Le filtre \u00e0 manches est positionn\u00e9 en aval du r\u00e9acteur SCR et du refroidisseur d'air, traitant les gaz \u00e0 environ 200 \u00b0C. Ce positionnement en aval signifie que le filtre \u00e0 manches n'est pas expos\u00e9 \u00e0 la zone de temp\u00e9rature la plus \u00e9lev\u00e9e et utilise donc un m\u00e9dia filtrant standard, tout en collectant les poussi\u00e8res de catalyseur ou les sous-produits de sel d'ammonium de l'\u00e9tape SCR avant le rejet final par la chemin\u00e9e.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\ud83d\udee1\ufe0f<\/div>\n

R\u00e9ponse aux fluctuations de NOx<\/h3>\n

La concentration de NOx dans le four de fusion fluctue en fonction des r\u00e9glages du br\u00fbleur, de la composition de la charge m\u00e9tallique et de la phase du cycle de production. Le syst\u00e8me de contr\u00f4le de l'injection d'ur\u00e9e doit r\u00e9agir dynamiquement \u00e0 ces fluctuations afin de maintenir le rapport molaire NH\u2083\/NOx dans la plage cible\u00a0: une injection excessive d'ur\u00e9e provoque une fuite d'ammoniac, tandis qu'une injection insuffisante entra\u00eene des d\u00e9passements de la concentration de NOx.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

\n

<\/p>\n

\n

04 \u2014 Solution de traitement<\/p>\n

Architecture int\u00e9gr\u00e9e SCR \u2192 Refroidissement par air \u2192 Traitement par filtration \u00e0 manches<\/h2>\n

Face au durcissement des r\u00e9glementations environnementales, la configuration existante des filtres \u00e0 manches de la ligne de production ne permettait plus de respecter les limites d'\u00e9missions de NOx. La modernisation a consist\u00e9 en l'ajout d'un syst\u00e8me de d\u00e9nitrification SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature en amont, positionn\u00e9 \u00e0 la sortie du four avant le refroidisseur d'air, o\u00f9 la temp\u00e9rature des gaz est de 350 \u00e0 400 \u00b0C \u2013 dans la plage de fonctionnement optimale du SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature \u2013 et o\u00f9 le SO\u2082 est absent, \u00e9vitant ainsi l'empoisonnement du catalyseur. La combustion du gaz naturel ne produisant pas de soufre, il est possible d'utiliser des formulations de catalyseurs \u00e0 moyenne temp\u00e9rature qui seraient rapidement d\u00e9sactiv\u00e9es par le SO\u2082 dans les applications au charbon.<\/p>\n

Processus de fabrication : Du four de fusion \u00e0 la chemin\u00e9e \u00e0 tr\u00e8s faibles \u00e9missions<\/h3>\n
\n
\n
Fonte
\nFournaise (\u00d72)
\n+ Maintien (\u00d72)<\/div>\n
\u2192<\/div>\n
R\u00e9acteur SCR \u2b50
\n350\u2013400 \u00b0C
\n(3+1 couches)<\/div>\n
\u2192<\/div>\n
Refroidisseur d'air
\n\u2192 200 \u00b0C<\/div>\n
\u2192<\/div>\n
Sac filtrant \u2b50
\nD\u00e9poussi\u00e9rage<\/div>\n
\u2192<\/div>\n
Ultra-bas
\nPile \u00e0 \u00e9missions<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\u2b50 \u00c9quipement neuf ou am\u00e9lior\u00e9 dans ce projet<\/p>\n

\"Diagramme<\/p>\n

Validation de la distribution de pression par CFD<\/h3>\n

La distribution de pression globale au sein de l'unit\u00e9 SCR a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9e par simulation num\u00e9rique avant sa construction. La simulation a confirm\u00e9 que le champ d'\u00e9coulement gazeux entrant dans les couches de catalyseur est suffisamment uniforme pour \u00e9viter la formation de points chauds de vitesse locaux susceptibles d'entra\u00eener une d\u00e9sactivation pr\u00e9matur\u00e9e du catalyseur dans un environnement gazeux riche en m\u00e9taux alcalins. La chute de pression \u00e0 travers l'ensemble de l'unit\u00e9 SCR a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9e \u00e0 \u2264 600 Pa en conditions de fonctionnement \u00e0 pleine charge.<\/p>\n

\"R\u00e9sultat<\/p>\n

Param\u00e8tres techniques cl\u00e9s<\/h3>\n
\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Param\u00e8tre<\/th>\nSp\u00e9cification<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Volume des gaz de combustion du proc\u00e9d\u00e9<\/td>\n125 000 Nm\u00b3\/h<\/td>\n<\/tr>\n
Volume standard<\/td>\n55 000 Nm\u00b3\/h<\/td>\n<\/tr>\n
temp\u00e9rature de fonctionnement du r\u00e9acteur SCR<\/td>\n350 \u00b0C (valeur nominale) ; max. 350 \u00b0C ; min. 200 \u00b0C<\/td>\n<\/tr>\n
configuration de la couche catalytique<\/td>\n3+1 (3 actifs + 1 de rechange)<\/td>\n<\/tr>\n
Taille de l'\u00e9l\u00e9ment catalyseur<\/td>\nSection transversale de 150\u00d7150 mm, hauteur de 800 mm (H)<\/td>\n<\/tr>\n
\u00c9paisseur de paroi (int\u00e9rieure \/ ext\u00e9rieure)<\/td>\n1,0 mm int\u00e9rieur \/ 1,7 mm ext\u00e9rieur<\/td>\n<\/tr>\n
Porosit\u00e9<\/td>\n72.59%<\/td>\n<\/tr>\n
surface sp\u00e9cifique du catalyseur<\/td>\n409 m\u00b2\/m\u00b3<\/td>\n<\/tr>\n
Type de composant actif<\/td>\nV\u2082O\u2085 et WO\u2083 (vanadium \/ tungst\u00e8ne)<\/td>\n<\/tr>\n
Mat\u00e9riau support<\/td>\nTiO\u2082<\/td>\n<\/tr>\n
Garantie de dur\u00e9e de vie du catalyseur chimique<\/td>\n24 000 h<\/td>\n<\/tr>\n
Dur\u00e9e de vie m\u00e9canique du catalyseur<\/td>\n10 ans<\/td>\n<\/tr>\n
garantie d'efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification<\/td>\n\u226588% (activit\u00e9 initiale) ; \u226524\u00a0000 h de performance<\/td>\n<\/tr>\n
taux de conversion SO\u2082\/SO\u2083<\/td>\n\u22641%<\/td>\n<\/tr>\n
Garantie anti-glissement \u00e0 l'ammoniaque<\/td>\n\u22646 ppm<\/td>\n<\/tr>\n
chute de pression SCR<\/td>\n\u2264600 Pa<\/td>\n<\/tr>\n
Consommation d'ur\u00e9e<\/td>\n9,5 kg\/h (puret\u00e9 98%)<\/td>\n<\/tr>\n
Consommation d'eau li\u00e9e \u00e0 l'hydrolyse de l'ur\u00e9e<\/td>\n\u224840 kg\/h<\/td>\n<\/tr>\n
Charge maximale du syst\u00e8me en fonctionnement<\/td>\nPuissance install\u00e9e : 196,5 kW ; puissance r\u00e9elle en fonctionnement : 147,5 kW<\/td>\n<\/tr>\n
Co\u00fbt annuel de l'\u00e9lectricit\u00e9 (8 000 h\/an)<\/td>\nEnviron 425\u00a0280 EUR\/an (\u00e9quivalent \u00e0 0,36 unit\u00e9 de taux)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

\"Sch\u00e9ma<\/p>\n<\/section>\n

\n

<\/p>\n

\n

05 \u2014 Principaux avantages<\/p>\n

Pourquoi la technologie SCR \u00e0 temp\u00e9rature moyenne c\u00f4t\u00e9 chaud est l'architecture id\u00e9ale pour la d\u00e9nitrification des fours de fusion d'aluminium<\/h2>\n
    \n
  • \u2713<\/span>
    \nL'absence de SO\u2082 \u00e0 l'entr\u00e9e du SCR permet la s\u00e9lection d'un catalyseur \u00e0 temp\u00e9rature moyenne\u00a0:<\/strong> Comme les fours de fusion fonctionnent au gaz naturel et non au charbon ou au fioul lourd, les gaz de combustion ne contiennent pas de SO\u2082. Cette condition est indispensable au d\u00e9ploiement du syst\u00e8me SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature (350\u2013400 \u00b0C). Dans les applications au charbon, le SO\u2082 \u00e0 ces temp\u00e9ratures r\u00e9agirait avec les sites actifs du catalyseur pour former des d\u00e9p\u00f4ts de sulfate d'ammonium qui d\u00e9sactiveraient ce dernier en quelques semaines. L'absence de SO\u2082 dans cette application au gaz naturel rend possible le d\u00e9ploiement du syst\u00e8me SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature c\u00f4t\u00e9 chaud, tout en assurant l'efficacit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e d'\u00e9limination des NOx propre au fonctionnement \u00e0 haute temp\u00e9rature, sans le risque d'empoisonnement au SO\u2082.<\/li>\n
  • \u2713<\/span>
    \nUne formulation de catalyseur tol\u00e9rante aux m\u00e9taux alcalins r\u00e9sout le probl\u00e8me d'empoisonnement unique du secteur\u00a0:<\/strong> Le catalyseur conventionnel vanadia-titane utilis\u00e9 dans les syst\u00e8mes SCR des centrales \u00e9lectriques serait progressivement d\u00e9sactiv\u00e9 par les 30 mg\/Nm\u00b3 de compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins (NaCl, KCl) pr\u00e9sents dans les gaz de combustion des fours de fusion d'aluminium. Les ions de m\u00e9taux alcalins d\u00e9placent les esp\u00e8ces actives de vanadium des sites acides de la surface du catalyseur, r\u00e9duisant ainsi la vitesse de la r\u00e9action NOx-NH\u2083. Le catalyseur sp\u00e9cialement formul\u00e9 utilis\u00e9 dans cette installation garantit une dur\u00e9e de vie chimique de 24\u00a0000 heures gr\u00e2ce \u00e0 une architecture r\u00e9sistante aux alcalis qui maintient la densit\u00e9 de sites actifs requise malgr\u00e9 l'exposition aux m\u00e9taux alcalins\u00a0\u2014\u00a0ce qui constitue l'innovation technique majeure de cette premi\u00e8re dans le secteur.<\/li>\n
  • \u2713<\/span>
    \n99,6% Efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification v\u00e9rifi\u00e9e\u00a0: NOx en sortie \u00e0 4\u00a0mg\/Nm\u00b3 contre une limite de 50\u00a0mg\/Nm\u00b3\u00a0:<\/strong> L'efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification v\u00e9rifi\u00e9e du 99.6% permet d'obtenir une concentration r\u00e9elle de NOx en sortie d'environ 4 mg\/Nm\u00b3, contre une limite de conception de 50 mg\/Nm\u00b3 et une limite r\u00e9glementaire de 50 mg\/Nm\u00b3, soit une marge de conformit\u00e9 du 92%. Ce niveau de surconformit\u00e9 offre une protection contre un durcissement futur des normes et une robustesse face aux fluctuations saisonni\u00e8res et inter-lots de la production de NOx du four.<\/li>\n
  • \u2713<\/span>
    \nL'architecture \u00e0 3+1 couches catalytiques permet un fonctionnement continu gr\u00e2ce au remplacement du catalyseur\u00a0:<\/strong> La quatri\u00e8me couche de r\u00e9serve permet, lorsqu'une des trois couches actives doit \u00eatre remplac\u00e9e au terme de sa dur\u00e9e de vie chimique de 24\u00a0000\u00a0heures, de charger la pi\u00e8ce de rechange \u00e0 partir de cette couche sans interrompre la production. Cette conception \u00e9limine l'arr\u00eat de production forc\u00e9 qui serait autrement n\u00e9cessaire pour le changement de catalyseur dans un syst\u00e8me \u00e0 un seul \u00e9tage et \u00e0 plusieurs fours.<\/li>\n
  • \u2713<\/span>
    \nLe filtre \u00e0 manches en aval atteint un taux d'\u00e9limination des poussi\u00e8res de 99,8% avec une sortie PM \u00e0 4 mg\/Nm\u00b3 :<\/strong> Le positionnement du filtre \u00e0 manches en aval du r\u00e9acteur SCR et du refroidisseur d'air permet de traiter un flux de gaz plus froid (environ 200 \u00b0C au lieu de 350 \u00b0C), r\u00e9duisant ainsi les contraintes thermiques sur le tissu du filtre et prolongeant sa dur\u00e9e de vie. Ce positionnement en aval permet \u00e9galement de capter les sous-produits de sels d'ammonium issus de l'\u00e9tage SCR, emp\u00eachant leur rejet dans la chemin\u00e9e, et garantit un taux de particules fines (PM) en sortie d'environ 4 mg\/Nm\u00b3, contre une limite de conception de 10 mg\/Nm\u00b3.<\/li>\n
  • \u2713<\/span>
    \nLa simulation de la r\u00e9partition de la pression permet d'\u00e9viter une mauvaise r\u00e9partition du d\u00e9bit avant la construction\u00a0:<\/strong> La simulation de la distribution de pression par CFD a valid\u00e9 un flux de gaz uniforme sur toute la section transversale du catalyseur avant m\u00eame la fabrication de la structure m\u00e9tallique. Ceci \u00e9vite la formation de zones de forte acc\u00e9l\u00e9ration qui entra\u00eeneraient des taux de d\u00e9sactivation diff\u00e9rentiels du catalyseur au sein du lit catalytique, g\u00e9n\u00e9rant ainsi des \u00e9missions de NOx non uniformes, difficiles \u00e0 diagnostiquer et \u00e0 corriger apr\u00e8s la mise en service.<\/li>\n<\/ul>\n<\/section>\n
    \n

    <\/p>\n

    \n

    06 \u2014 R\u00e9sultats op\u00e9rationnels<\/p>\n

    Donn\u00e9es de conformit\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9es\u00a0: Tous les param\u00e8tres sont largement inf\u00e9rieurs aux limites fix\u00e9es par la directive europ\u00e9enne sur les activit\u00e9s internationales (IED) et le d\u00e9cret n\u00e9erlandais relatif aux activit\u00e9s internationales.<\/h2>\n

    Le syst\u00e8me a atteint les performances de conformit\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9es suivantes, toutes les concentrations r\u00e9elles en sortie \u00e9tant nettement inf\u00e9rieures aux objectifs de conception et aux limites r\u00e9glementaires\u00a0:<\/p>\n

    \n
    \n
    4 \/ 50<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    NOx \u2014 92% en dessous de la limite<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    4 \/ 10<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    PM \u2014 60% en dessous de la limite<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    2 \/ 5<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    SO\u2082 \u2014 60% en dessous de la limite<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    25 \/ 50<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    NOx (objectif de conception)<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    5 \/ 5<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    HF \u2014 \u00e0 la limite<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    15 \/ 15<\/div>\n
    mg\/Nm\u00b3 (valeur r\u00e9elle \/ limite)<\/div>\n
    HCl \u2014 \u00e0 la limite<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

    Rendements de traitement obtenus\u00a0: d\u00e9nitrification 90\u00a0% TP3T (objectif de conception\u00a0: 100 \u00e0 \u2264\u00a010\u00a0mg\/Nm\u00b3), performance r\u00e9elle\u00a0: 99,6\u00a0% TP3T (\u00e0 4\u00a0mg\/Nm\u00b3)\u00a0; d\u00e9poussi\u00e9rage 99,8\u00a0% TP3T (de 2\u00a0000 \u00e0 \u2264\u00a04\u00a0mg\/Nm\u00b3). La puissance nominale maximale du syst\u00e8me est de 196,5\u00a0kW (puissance install\u00e9e), pour une puissance r\u00e9elle de 147,5\u00a0kW. En fonctionnement continu (24\u00a0h\/24), pendant 8\u00a0000\u00a0heures par an, et \u00e0 un co\u00fbt de 0,36\u00a0RMB\/kWh, le co\u00fbt annuel de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est d\u2019environ 425\u00a0280\u00a0EUR. Le co\u00fbt annuel de l\u2019eau pour la dissolution de l\u2019ur\u00e9e est d\u2019environ 640\u00a0dizaines de milliers de RMB. Le co\u00fbt annuel de l\u2019ur\u00e9e, pour une consommation de 7,2\u00a0kg\/h, est d\u2019environ 633,6\u00a0dizaines de milliers de RMB.<\/p>\n<\/section>\n

    \n

    <\/p>\n

    \n

    07 \u2014 Pr\u00e9cautions d'impl\u00e9mentation<\/p>\n

    Le\u00e7ons critiques d'ing\u00e9nierie et d'exploitation pour les applications SCR dans la production d'aluminium<\/h2>\n
      \n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nL\u2019empoisonnement du catalyseur SCR par les m\u00e9taux alcalins constitue le principal risque \u00e0 long terme pour ses performances\u00a0; le choix du catalyseur ne peut donc pas \u00eatre d\u00e9l\u00e9gu\u00e9 au soumissionnaire le moins-disant\u00a0:<\/strong> La pr\u00e9sence de 30 mg\/Nm\u00b3 de compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins dans les gaz de combustion du four de fusion constitue le principal d\u00e9fi li\u00e9 aux mat\u00e9riaux pour cette application. Les catalyseurs SCR standard utilis\u00e9s dans les centrales \u00e9lectriques se d\u00e9sactivent rapidement sous cette concentration. Le cahier des charges du catalyseur doit exiger des tests de tol\u00e9rance aux m\u00e9taux alcalins valid\u00e9s, r\u00e9alis\u00e9s en fonction des esp\u00e8ces et concentrations de sels alcalins r\u00e9ellement pr\u00e9sentes dans les gaz de combustion, et non de simples all\u00e9gations de \u00ab\u00a0r\u00e9sistance aux alcalis\u00a0\u00bb. Avant d'accepter toute proposition de fourniture de catalyseur, il est imp\u00e9ratif d'exiger des rapports d'essais r\u00e9alis\u00e9s par un organisme tiers d\u00e9montrant le maintien de l'activit\u00e9 catalytique apr\u00e8s une exposition simul\u00e9e aux m\u00e9taux alcalins.<\/li>\n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nUne forte concentration de poussi\u00e8re (2 000 mg\/Nm\u00b3) p\u00e9n\u00e9trant dans le SCR provoque un blocage rapide du catalyseur sans soufflage efficace de la suie\u00a0:<\/strong> Les gaz de sortie des fours de fusion, avec une concentration de particules de 2\u00a0000 mg\/Nm\u00b3, repr\u00e9sentent environ 20 fois la charge en poussi\u00e8res des installations SCR classiques des centrales \u00e9lectriques. Le d\u00e9p\u00f4t de poussi\u00e8res dans les canaux en nid d'abeille du catalyseur obstrue progressivement le flux, augmente la perte de charge et r\u00e9duit la surface catalytique effective disponible pour le contact NOx-NH\u2083. Le syst\u00e8me automatis\u00e9 de d\u00e9crassage, avec contr\u00f4le de la temp\u00e9rature et du d\u00e9bit, doit \u00eatre con\u00e7u, mis en service et entretenu comme un syst\u00e8me critique pour la production, et non comme un auxiliaire optionnel. L'intervalle de d\u00e9crassage doit \u00eatre calibr\u00e9 \u00e0 partir des donn\u00e9es d'exploitation r\u00e9elles au cours du premier mois de fonctionnement.<\/li>\n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nLes fluctuations de temp\u00e9rature des NOx et des gaz de combustion provoquent une instabilit\u00e9 du syst\u00e8me de rejet \u2014 l'injection d'ur\u00e9e doit r\u00e9agir de mani\u00e8re dynamique\u00a0:<\/strong> Le principal risque document\u00e9 est li\u00e9 aux fluctuations de la temp\u00e9rature des gaz de combustion et de la concentration en NOx, dues aux variations des r\u00e9glages du br\u00fbleur du four et de la composition de la charge m\u00e9tallique. Le syst\u00e8me de contr\u00f4le de l'injection d'ur\u00e9e doit disposer d'un temps de r\u00e9ponse des capteurs suffisamment long pour ajuster les d\u00e9bits d'injection en fonction des variations du cycle de fonctionnement du four. Si ce temps de r\u00e9ponse est trop long, le syst\u00e8me SCR conna\u00eet des phases de surinjection (provoquant des fuites d'ammoniac) et de sous-injection (entra\u00eenant des d\u00e9passements des seuils de NOx) lors de chaque transition du cycle de fonctionnement du four.<\/li>\n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nUne liaison op\u00e9rationnelle \u00e9troite entre l'\u00e9quipe du four et la salle de contr\u00f4le du traitement des gaz est une exigence fonctionnelle\u00a0:<\/strong> En cas de fluctuations de temp\u00e9rature ou de concentration de NOx, l'\u00e9quipe d'exploitation du four doit en informer pr\u00e9alablement la salle de contr\u00f4le du traitement des gaz avant toute modification du br\u00fbleur ou de la charge. Sans cette coordination, le syst\u00e8me de contr\u00f4le SCR r\u00e9agit aux variations de NOx apr\u00e8s leur entr\u00e9e dans la zone catalytique, ne laissant pas suffisamment de temps pour ajuster l'injection d'ur\u00e9e. Un protocole simple, exigeant un pr\u00e9avis de 15 \u00e0 30 minutes pour toute modification pr\u00e9vue du fonctionnement du four, permet d'\u00e9viter la plupart des d\u00e9passements de seuil en temps r\u00e9el.<\/li>\n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nLe contr\u00f4le des \u00e9missions d'ammoniac est aussi important que la r\u00e9duction des NOx \u2014 la garantie \u2264 6 ppm doit \u00eatre activement surveill\u00e9e\u00a0:<\/strong> Les fuites d'ammoniac \u00e0 la sortie du SCR constituent un param\u00e8tre r\u00e9glement\u00e9 par la directive europ\u00e9enne IED et le d\u00e9cret n\u00e9erlandais relatif aux activit\u00e9s environnementales. Elles repr\u00e9sentent \u00e9galement une source de nuisances olfactives pouvant entra\u00eener des plaintes du voisinage et des inspections r\u00e9glementaires. La garantie d'une fuite d'ammoniac \u2264 6 ppm exige une surveillance continue \u00e0 la sortie du SCR et une r\u00e9duction automatique du d\u00e9bit d'injection d'ur\u00e9e lorsque la concentration de NH\u2083 approche la limite de fuite. L'int\u00e9gration d'un capteur de NH\u2083 in situ dans le cahier des charges du syst\u00e8me de surveillance continue des \u00e9missions (CEMS) d\u00e8s la mise en service est essentielle.<\/li>\n
    • \u26a0\ufe0f<\/span>
      \nLe protocole du syst\u00e8me de raclage du gypse doit \u00eatre maintenu m\u00eame si cette application ne g\u00e9n\u00e8re pas de gypse (pas de SO\u2082 dans les gaz d'\u00e9chappement du gaz naturel)\u00a0:<\/strong> Cette demande ne pr\u00e9voit pas de syst\u00e8me de d\u00e9sulfuration des gaz de combustion par voie humide, car le SO\u2082 est absent. Cependant, si une option de co-combustion de biomasse contenant du SO\u2082 ou d'un autre combustible est ajout\u00e9e aux fours lors d'une future modification op\u00e9rationnelle, une \u00e9tape de d\u00e9sulfuration par voie humide sera n\u00e9cessaire. Toute modification ult\u00e9rieure du type de combustible doit \u00eatre notifi\u00e9e \u00e0 l'ing\u00e9nieur responsable du syst\u00e8me de traitement des gaz avant sa mise en \u0153uvre, car elle modifierait fondamentalement le profil des polluants entrant dans le catalyseur SCR et pourrait acc\u00e9l\u00e9rer l'empoisonnement par les sulfates.<\/li>\n<\/ul>\n<\/section>\n
      \n

      <\/p>\n

      \n

      08 \u2014 Le\u00e7ons tir\u00e9es en ing\u00e9nierie<\/p>\n

      Quatre le\u00e7ons tir\u00e9es du premier d\u00e9ploiement de la r\u00e9duction catalytique s\u00e9lective (SCR) \u00e0 moyenne temp\u00e9rature dans la fusion de l'aluminium<\/h2>\n
        \n
      • 1<\/span>
        \nL'absence de SO\u2082 dans les fours \u00e0 aluminium aliment\u00e9s au gaz naturel est la condition n\u00e9cessaire au SCR c\u00f4t\u00e9 chaud \u2014 ce facteur de diff\u00e9renciation doit \u00eatre identifi\u00e9 au stade de la d\u00e9finition du projet.<\/strong> Le positionnement du syst\u00e8me SCR en amont du filtre \u00e0 manches, \u00e0 une temp\u00e9rature de 350 \u00e0 400 \u00b0C, n'a \u00e9t\u00e9 possible que parce que la combustion du gaz naturel ne produit pas de SO\u2082. Dans une application \u00e9quivalente aliment\u00e9e au charbon ou au fioul lourd, ce positionnement c\u00f4t\u00e9 chaud entra\u00eenerait un empoisonnement rapide du catalyseur au bisulfate d'ammonium. Le type de combustible utilis\u00e9 dans le four doit \u00eatre identifi\u00e9 et document\u00e9 avant toute d\u00e9cision concernant l'architecture du syst\u00e8me SCR.<\/li>\n
      • 2<\/span>
        \nL\u2019empoisonnement des catalyseurs par les m\u00e9taux alcalins est un probl\u00e8me sp\u00e9cifique au secteur qui n\u00e9cessite une solution sp\u00e9cifique au secteur \u2014 il ne faut pas sp\u00e9cifier un catalyseur standard de centrale \u00e9lectrique pour le SCR des fours de fusion.<\/strong> La teneur en m\u00e9taux alcalins des gaz de sortie des fours de fusion d'aluminium constitue la principale diff\u00e9rence avec les applications SCR des centrales \u00e9lectriques et des chaudi\u00e8res industrielles. Les formulations de catalyseurs standard se d\u00e9sactivent en quelques mois \u00e0 une concentration de 30 mg\/Nm\u00b3 de sels de m\u00e9taux alcalins. La dur\u00e9e de vie chimique de 24\u00a0000 heures obtenue dans ce projet est le r\u00e9sultat direct du choix d'une formulation de catalyseur r\u00e9sistante aux alcalis\u00a0; un choix de conception qui a engendr\u00e9 un surco\u00fbt marginal pour l'acquisition du catalyseur, mais qui a permis d'\u00e9viter un remplacement d'urgence apr\u00e8s 6 \u00e0 12 mois.<\/li>\n
      • 3<\/span>
        \nL\u2019obtention d\u2019une efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification de 99,6% \u2014 NOx \u00e0 4 mg\/Nm\u00b3 contre une limite de 50 mg\/Nm\u00b3 \u2014 cr\u00e9e une marge de conformit\u00e9 qui absorbe \u00e0 la fois l\u2019incertitude de mesure et le futur durcissement des normes.<\/strong> Conform\u00e9ment \u00e0 la directive europ\u00e9enne sur les \u00e9missions de NOx (IED) et aux autorisations environnementales n\u00e9erlandaises, les concentrations horaires moyennes de NOx sont surveill\u00e9es en continu. Un syst\u00e8me fonctionnant \u00e0 4 mg\/Nm\u00b3 contre une limite de 50 mg\/Nm\u00b3 pr\u00e9sente une marge de conformit\u00e9 de 8 fois, suffisante pour compenser la d\u00e9rive d'\u00e9talonnage du syst\u00e8me de surveillance continue des \u00e9missions (CEMS), les variations saisonni\u00e8res des NOx \u00e9mis par le four et une \u00e9ventuelle r\u00e9vision future de la limite de 50 \u00e0 30 mg\/Nm\u00b3, sans n\u00e9cessiter de modification du syst\u00e8me. Il s'agit du point de r\u00e9f\u00e9rence appropri\u00e9 pour un horizon d'investissement technologique de 10 ans.<\/li>\n
      • 4<\/span>
        \nLe principe de conception de la couche catalytique 3+1 devrait devenir l'architecture standard pour toute installation SCR avec un profil de fonctionnement en production continue.<\/strong> La quatri\u00e8me couche de catalyseur de rechange dans cette installation \u00e9limine l'arr\u00eat de production qui serait autrement n\u00e9cessaire pour le remplacement planifi\u00e9 du catalyseur \u00e0 la limite de dur\u00e9e de vie de 24\u00a0000\u00a0heures. Pour toute installation SCR o\u00f9 la ligne de production connect\u00e9e ne peut \u00eatre arr\u00eat\u00e9e pour la maintenance du catalyseur sans impact financier significatif, le co\u00fbt suppl\u00e9mentaire li\u00e9 \u00e0 la sp\u00e9cification d'une couche de catalyseur de rechange d\u00e8s la conception initiale est n\u00e9gligeable compar\u00e9 au co\u00fbt d'un arr\u00eat impr\u00e9vu pour remplacement de catalyseur plus tard dans la dur\u00e9e de vie du syst\u00e8me.<\/li>\n<\/ul>\n<\/section>\n
        \n

        <\/p>\n

        \n

        09 \u2014 Foire aux questions<\/p>\n

        Syst\u00e8mes SCR moyenne temp\u00e9rature pour fours de fusion d'aluminium\u00a0: r\u00e9ponses \u00e0 dix questions<\/h2>\n

        Questions pos\u00e9es par les responsables des permis environnementaux, les ing\u00e9nieurs de proc\u00e9d\u00e9s et les \u00e9quipes d'approvisionnement des usines de fusion d'aluminium et de fabrication de mat\u00e9riaux sp\u00e9ciaux \u00e9valuant les am\u00e9liorations de la d\u00e9nitrification SCR.<\/p>\n

        \nQ1. Pourquoi le SCR \u00e0 temp\u00e9rature moyenne est-il positionn\u00e9 en amont du filtre \u00e0 sac (c\u00f4t\u00e9 chaud) plut\u00f4t qu'apr\u00e8s celui-ci (c\u00f4t\u00e9 froid) dans cette application\u00a0?<\/summary>\n
        Le syst\u00e8me SCR est positionn\u00e9 \u00e0 la sortie du four (en amont du refroidisseur d'air, \u00e0 350\u2013400 \u00b0C) pour deux raisons\u00a0: (1) la temp\u00e9rature du gaz \u00e0 ce stade se situe dans la plage optimale pour les catalyseurs SCR de moyenne temp\u00e9rature, garantissant une efficacit\u00e9 de conversion des NOx \u00e9lev\u00e9e\u00a0; et (2) le gaz ne contient pas de SO\u2082 \u00e0 ce stade (le gaz naturel ne produit pas de soufre), ce qui permet un fonctionnement \u00e0 moyenne temp\u00e9rature sans les d\u00e9p\u00f4ts de bisulfate d'ammonium que les flux contenant du SO\u2082 provoqueraient \u00e0 cette temp\u00e9rature. Un syst\u00e8me SCR c\u00f4t\u00e9 froid (apr\u00e8s le filtre \u00e0 manches) n\u00e9cessiterait de r\u00e9chauffer le gaz de 200 \u00b0C \u00e0 350 \u00b0C, ce qui engendrerait un surco\u00fbt \u00e9nerg\u00e9tique important sans gain de performance pour cette application sans SO\u2082.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ2. En quoi le catalyseur tol\u00e9rant aux m\u00e9taux alcalins diff\u00e8re-t-il du catalyseur SCR standard \u00e0 base de vanadia-titane\u00a0?<\/summary>\n
        Les catalyseurs SCR standard \u00e0 base de vanadium et de titane utilisent V\u2082O\u2085 comme esp\u00e8ce active sur un support de TiO\u2082, pr\u00e9sentant des sites de surface acides o\u00f9 r\u00e9agissent NOx et NH\u2083. Les ions potassium et sodium provenant des sels de m\u00e9taux alcalins d\u00e9placent les esp\u00e8ces actives de vanadium de ces sites acides, r\u00e9duisant progressivement la surface active accessible et le taux de conversion des NOx. Les formulations de catalyseurs r\u00e9sistants aux alcalis pallient ce probl\u00e8me en\u00a0: augmentant la densit\u00e9 des sites acides au-del\u00e0 du seuil minimal que l\u2019empoisonnement par les m\u00e9taux alcalins peut atteindre\u00a0; utilisant des promoteurs \u00e0 base d\u2019oxyde de tungst\u00e8ne (WO\u2083) moins sensibles au d\u00e9placement par les m\u00e9taux alcalins\u00a0; et durcissant la surface du catalyseur pour emp\u00eacher l\u2019adh\u00e9sion des compos\u00e9s de m\u00e9taux alcalins. Il en r\u00e9sulte un catalyseur qui conserve une activit\u00e9 de d\u00e9nitrification initiale \u2265\u00a088% pendant 24\u00a0000\u00a0heures de fonctionnement sous une charge de sels de m\u00e9taux alcalins de 30\u00a0mg\/Nm\u00b3, caract\u00e9ristique de cette application.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ3. Quel est le cadre de conformit\u00e9 pour les \u00e9missions de NOx provenant des fours de fusion d'aluminium en vertu des r\u00e9glementations de l'UE et des Pays-Bas ?<\/summary>\n
        Conform\u00e9ment \u00e0 la directive europ\u00e9enne sur les \u00e9missions industrielles (IED 2010\/75\/UE), les installations de production d'aluminium sont r\u00e9glement\u00e9es comme des installations de production de m\u00e9taux non ferreux. Les conclusions relatives aux meilleures techniques disponibles (MTD) applicables \u00e0 l'industrie des m\u00e9taux non ferreux fixent des valeurs limites d'\u00e9mission pour les NOx, les poussi\u00e8res et autres polluants, qui doivent figurer dans l'autorisation environnementale de l'installation. Aux Pays-Bas, les autorisations environnementales sont d\u00e9livr\u00e9es en vertu du d\u00e9cret relatif aux activit\u00e9s (Activiteitenbesluit milieubeheer) et de la loi sur l'environnement et l'am\u00e9nagement du territoire (Omgevingswet). L'autorit\u00e9 comp\u00e9tente (g\u00e9n\u00e9ralement le service provincial de l'environnement, Omgevingsdienst) fixe des limites sp\u00e9cifiques \u00e0 chaque installation dans le cadre de l'IED. Les limites de NOx pour les fours de production d'aluminium sont g\u00e9n\u00e9ralement comprises entre 50 et 200 mg\/Nm\u00b3, selon le type de four, le combustible et la capacit\u00e9 de production. La concentration r\u00e9elle de 4 mg\/Nm\u00b3 \u00e0 la sortie, constat\u00e9e dans cette \u00e9tude de cas, offre une marge de conformit\u00e9 importante dans tous les sc\u00e9narios r\u00e9glementaires pr\u00e9visibles.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ4. Quel est le co\u00fbt d'exploitation annuel de ce syst\u00e8me int\u00e9gr\u00e9 SCR et filtre \u00e0 manches\u00a0?<\/summary>\n
        Les principaux co\u00fbts d'exploitation annuels sont les suivants\u00a0: (1) \u00c9lectricit\u00e9\u00a0: 196,5\u00a0kW install\u00e9s (147,5\u00a0kW en fonctionnement), 8\u00a0000\u00a0heures par an, soit environ 425\u00a0000\u00a0EUR par an au tarif standard\u00a0; (2) Ur\u00e9e\u00a0: consommation de 7,2\u00a0kg\/h \u00e0 un co\u00fbt unitaire de 1\u00a0100\u00a0RMB\/t, soit environ 633\u00a0600\u00a0EUR par an\u00a0; (3) Eau pour la dissolution de l'ur\u00e9e\u00a0: environ 40\u00a0kg\/h, soit 640\u00a0000\u00a0EUR par an \u00e0 2\u00a0RMB\/t. Aucun r\u00e9actif d'\u00e9limination du SO\u2082 (calcaire ou NaOH) n'est n\u00e9cessaire, car le gaz naturel utilis\u00e9 comme combustible n'en produit pas, ce qui supprime ce poste de d\u00e9pense pr\u00e9sent dans les centrales \u00e9quivalentes au charbon.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ5. Comment les fuites d'ammoniac sont-elles contr\u00f4l\u00e9es et surveill\u00e9es \u00e0 la sortie du SCR\u00a0?<\/summary>\n
        Les fuites d'ammoniac constituent le principal risque li\u00e9 aux sous-produits du fonctionnement d'un syst\u00e8me SCR. Ce syst\u00e8me garantit des fuites d'ammoniac \u2264 6 ppm gr\u00e2ce \u00e0\u00a0: (1) une modulation en temps r\u00e9el du d\u00e9bit d'injection d'ur\u00e9e bas\u00e9e sur la concentration de NOx mesur\u00e9e \u00e0 l'entr\u00e9e du SCR\u00a0; (2) un analyseur de NH\u2083 in situ \u00e0 la sortie du SCR, fournissant un retour d'information \u00e0 la boucle de r\u00e9gulation de l'injection\u00a0; (3) un seuil d'alarme de NH\u2083 \u00e9lev\u00e9 \u00e0 4 ppm, d\u00e9clenchant une r\u00e9duction automatique du d\u00e9bit d'injection avant que la limite de 6 ppm ne soit atteinte\u00a0; et (4) une surveillance crois\u00e9e du rapport NOx entr\u00e9e\/sortie afin de v\u00e9rifier que l'efficacit\u00e9 de d\u00e9nitrification reste en permanence dans les limites nominales. La surveillance des fuites d'ammoniac est obligatoire en vertu des permis environnementaux n\u00e9erlandais et doit \u00eatre int\u00e9gr\u00e9e au cahier des charges de l'installation du syst\u00e8me de surveillance continue des \u00e9missions (CEMS) d\u00e8s sa mise en service.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ6. Quelle est la dur\u00e9e de vie du catalyseur et quand faut-il le remplacer\u00a0?<\/summary>\n
        Le catalyseur r\u00e9sistant aux alcalis de cette installation b\u00e9n\u00e9ficie d'une garantie de dur\u00e9e de vie chimique de 24\u00a0000 heures, soit environ 3 ans de fonctionnement continu 24 h\/24 ou environ 4 ans pour un rythme de production typique de 6\u00a0000 \u00e0 7\u00a0000 h\/an pour les lignes de production d'aluminium. Gr\u00e2ce \u00e0 son architecture \u00e0 3+1 couches catalytiques, lorsqu'une couche active arrive en fin de vie, elle peut \u00eatre remplac\u00e9e par la couche de rechange sans interrompre l'alimentation du r\u00e9acteur SCR ni celle de la ligne de production. Le remplacement du catalyseur doit \u00eatre planifi\u00e9 dans le cadre d'une op\u00e9ration de maintenance pr\u00e9ventive, programm\u00e9e \u00e0 l'avance lors d'une fen\u00eatre de maintenance annuelle, et non pas en r\u00e9action \u00e0 une baisse de performance constat\u00e9e.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ7. Que se passe-t-il si le combustible du four passe du gaz naturel \u00e0 un combustible mixte comprenant de la biomasse solide ou du charbon\u00a0?<\/summary>\n
        Tout changement de combustible introduisant du SO\u2082 dans les gaz de combustion \u2013 y compris la co-combustion avec de la biomasse, du charbon ou du fioul lourd \u2013 modifierait fondamentalement le profil des polluants entrant dans le r\u00e9acteur SCR c\u00f4t\u00e9 chaud. \u00c0 350\u2013400 \u00b0C en pr\u00e9sence de SO\u2082, des d\u00e9p\u00f4ts de bisulfate d'ammonium (ABS) se forment \u00e0 la surface du catalyseur, obstruant progressivement les pores et r\u00e9duisant la surface catalytique effective. Le taux de d\u00e9p\u00f4t d'ABS augmente rapidement avec la concentration en SO\u2082. L'introduction d'un combustible contenant du SO\u2082 en co-combustion sans modification pr\u00e9alable du catalyseur SCR (formulation r\u00e9sistante \u00e0 l'ABS) ou sans repositionnement du r\u00e9acteur SCR en configuration c\u00f4t\u00e9 froid, en aval d'un laveur de gaz de combustion humide, r\u00e9duirait consid\u00e9rablement la dur\u00e9e de vie du catalyseur. Tout changement de combustible doit \u00eatre communiqu\u00e9 \u00e0 l'ing\u00e9nieur responsable du syst\u00e8me de contr\u00f4le des \u00e9missions avant sa mise en \u0153uvre.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ8. Comment le syst\u00e8me est-il int\u00e9gr\u00e9 au CEMS de l'installation pour la d\u00e9claration de conformit\u00e9 aux permis de l'UE\u00a0?<\/summary>\n
        L'installation CEMS mesure en continu les concentrations de NOx, de poussi\u00e8res (PM), de CO et d'O\u2082, ainsi que la temp\u00e9rature et le d\u00e9bit. Le NH\u2083 est mesur\u00e9 en continu \u00e0 la sortie du SCR. Le SO\u2082 peut \u00e9galement \u00eatre surveill\u00e9 \u00e0 titre de contr\u00f4le afin de v\u00e9rifier l'absence de contamination du combustible. Les donn\u00e9es sont transmises en temps r\u00e9el au syst\u00e8me de gestion environnementale de l'installation et, conform\u00e9ment \u00e0 la r\u00e9glementation environnementale n\u00e9erlandaise, \u00e0 la plateforme de surveillance en ligne de l'autorit\u00e9 comp\u00e9tente. Les concentrations moyennes horaires sont calcul\u00e9es automatiquement et signal\u00e9es lorsqu'elles approchent les valeurs limites autoris\u00e9es. Le syst\u00e8me SCADA de contr\u00f4le du SCR g\u00e9n\u00e8re un journal d'exploitation continu qui est int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 la plateforme de gestion des donn\u00e9es CEMS pour la production du rapport annuel consolid\u00e9 de conformit\u00e9 \u00e0 l'Omgevingsdienst.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ9. Cette architecture de syst\u00e8me SCR peut-elle \u00eatre appliqu\u00e9e aux fours de fusion secondaire (recyclage) de l'aluminium ainsi qu'\u00e0 la fusion primaire\u00a0?<\/summary>\n
        Oui, moyennant des modifications sp\u00e9cifiques \u00e0 l'application. Les fours de fusion secondaire de l'aluminium (recyclage des d\u00e9chets) g\u00e9n\u00e8rent g\u00e9n\u00e9ralement des gaz r\u00e9siduaires plus complexes que ceux de la fusion primaire, notamment des compos\u00e9s chlor\u00e9s provenant des ajouts de fondant (MgCl\u2082, AlCl\u2083), des polluants organiques issus des rev\u00eatements contamin\u00e9s des d\u00e9chets et des concentrations variables de NOx selon la composition des d\u00e9chets. L'architecture SCR \u00e0 moyenne temp\u00e9rature est applicable \u00e0 la fusion secondaire, mais les sp\u00e9cifications du catalyseur doivent tenir compte de la pr\u00e9sence \u00e9ventuelle de compos\u00e9s chlor\u00e9s dans les gaz r\u00e9siduaires (qui peuvent former des dioxines chlor\u00e9es \u00e0 la surface du catalyseur \u00e0 des temp\u00e9ratures sous-optimales) et de la charge plus \u00e9lev\u00e9e en m\u00e9taux alcalins provenant des r\u00e9sidus de fondant pr\u00e9sents dans les d\u00e9chets. Un test de qualification sp\u00e9cifique du catalyseur, r\u00e9alis\u00e9 dans des conditions de gaz r\u00e9siduaires repr\u00e9sentatives de la fusion secondaire, est recommand\u00e9 avant de sp\u00e9cifier le catalyseur pour les applications de fusion secondaire.<\/div>\n<\/details>\n
        \nQ10. Existe-t-il d'autres installations de r\u00e9f\u00e9rence SCR de fusion d'aluminium disponibles pour des visites sur site\u00a0?<\/summary>\n
        L'installation d\u00e9crite dans cette \u00e9tude de cas a \u00e9t\u00e9 la premi\u00e8re mise en service d'un syst\u00e8me SCR haute efficacit\u00e9 \u00e0 moyenne temp\u00e9rature dans le secteur des fours de fusion d'aluminium. \u00c0 ce titre, elle constitue l'installation de r\u00e9f\u00e9rence principale pour cette application sp\u00e9cifique. Depuis ce d\u00e9ploiement initial, d'autres installations ont \u00e9t\u00e9 mises en service dans des usines comparables. Des visites de sites de r\u00e9f\u00e9rence peuvent \u00eatre organis\u00e9es pour les clients potentiels qualifi\u00e9s. Veuillez utiliser le lien de contact ci-dessous pour demander de la documentation de r\u00e9f\u00e9rence ou pour organiser une visite d'une installation SCR comparable dans une usine de fusion d'aluminium.<\/div>\n<\/details>\n<\/section>\n
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