TECHNIQUE DE L’ELECTROFILTRATION...o Aline Richir (AXELERA) o Alain Ginestet (CETIAT) o Charlotte...

TECHNIQUE DE L’ELECTROFILTRATION

Techniques de réduction des émissions atmosphériques industrielles

Fiche technique

Technique de l’électrofiltration | PAGE 2

REMERCIEMENTS

L’ADEME, Deloitte Développement Durable et IRH conseil remercient tous les organismes et personnes qui ont accepté (membres du comité de pilotage, experts et fournisseurs de solutions) de répondre aux interviews et de partager leurs connaissances :

• Comité de pilotage : o Rodolphe Gaucher (INERIS) o Charlotte Mougeot (fédération forge et fonderie) o Etienne de Vanssay (FIMEA) o Xavier Capilla (Institut du verre) o Michel Molière (UTBM- IRTES) o Juliette Donon (ADEME Investissements d’Avenir) o Olivier Chazal (Club ADEME international) o Mohamedou Ba (ADEME) o Céline Fanguet (Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire)

• Experts : o Céline CAROLY (UIC -Union des industries chimiques)) o Arnaud PEAN (COELYS) o Christine DELAHAYE (ITG) o Jean-Philippe CHORD (OSIRIS) o Gérard PILLET (ERAMET) o Anne PONS-RENOUF (Société française de céramique) o Philippe STIERLIN (ENGIE) o Rémi BUSSAC (EDF) o Aline Richir (AXELERA) o Alain Ginestet (CETIAT) o Charlotte Mougeot

Réalisation de l’étude : Deloitte Développement Durable a été mandaté par l’ADEME pour effectuer l’étude. L’équipe projet inclut également Nada Saïdi, consultante indépendante, pour structurer et analyser les informations, ainsi que Christophe Pierrat (IRH Ingénieur Conseil) qui intervient pour apporter un regard critique aux analyses de performance et de coûts des solutions techniques identifiées

CITATION DE CETTE FICHE

ADEME, Mariane Planchon, Alima Koité, Mathilde Bori e, Nada Saïdi. Deloitte développement durable. 2018. Offre française en matière de techniques de réduction des émissions de polluants dans l’atmosphères. Fiche technique - Electrofiltration. 12 pages.

Cet ouvrage est disponible en ligne www.ademe.fr/mediatheque

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Ce document est diffusé par l’ADEME

20, avenue du Grésillé

BP 90406 | 49004 Angers Cedex 01

Numéro de contrat : 17MAR000867

Étude réalisée pour le compte de l'ADEME par : Deloitte développement durable

Coordination technique - ADEME : FIANI Emmanuel, VERMAUT Denis, Aude-Claire HOUDON

Direction/Service Direction Productions et Energies Durables - Service Entreprises et Dynamiques

Industrielles


SOMMAIRE

1. Périmètre de l’étude .............................. ................................................................ 4

2. Vue d’ensemble .................................... ................................................................. 5

2.1. Classification .................................... ...................................................................................... 5

2.2. Description de la technologie ..................... ........................................................................... 6

2.3. Secteurs concernés ................................ ............................................................................... 7

2.4. Lite des fournisseurs ............................. ................................................................................ 7

3. Exemples de solutions concrètes ................... .................................................... 8

3.1. Electroprecipitator – SIDAC ...................... ............................................................................ 8

3.2. Autres solutions disponibles sur le marché français (non détaillées) : ........................... 10

4. Sources d’informations ............................ .......................................................... 10


1. Périmètre de l’étude

Périmètre géographique o France

Types de fournisseurs de solutions techniques o Fournisseurs qui vendent des solutions techniques en France (fabriquées ou non en France) o Fournisseurs qui fabriquent des solutions en France (vendues ou non en France)

Les secteurs industriels ciblés o Production d’énergie o Industrie du verre o Industrie métallurgique o Industrie chimique o Activités utilisant des solvants organiques

Les polluants ciblés o Les poussières et particules (TSP, PM10, PM2.5, PM1, nanoparticules, etc.), suies et fumées ; o Les NOx ; o Les SOx ; o Les COV, dont BTEX et HAP volatils ; o Les POP : dioxines, furanes, HAP ; o Les métaux toxiques : mercure, arsenic, cadmium.


2. Vue d’ensemble

2.1. Classification

Type de technologie : traitement final.

Polluants visés : particules (fumée et suie, TSP, PM10, PM2.5, PM1 ou NPs, métaux lourds).

Techniques de

traitement des

polluants dans l’air

Traitement à la source

Prétraitement

Brûleurs bas NOx

Substitution

Cyclone

Traitement final

Adsorption

Désulfuration des gaz

Absorption

Oxydation

Réduction sélective

Filtration sur médias

filtrants

Electrofiltres (ESP)


2.2. Description de la technologie La séparation des particules dans l'électrofiltre (en anglais electrostatic precipitator (ESP)) repose sur le principe de la séparation électrostatique. Des électrons sont émis par une électrode chargée négativement, puis accélérés en direction de l'électrode collectrice chargée positivement. Les particules traversant le filtre sont chargées négativement par ces électrons activés ou ces ions déposés et se déplacent également en direction de l’électrode collectrice positive (voir Figure 4). Le gaz à épurer entre dans la pièce d’admission de l’électrofiltre et est réparti équitablement par les dispositifs de distribution de gaz sur toute la section. En traversant le champ électrique, les particules dispersées dans l'écoulement de gaz (ou aérosols) sont séparées au niveau des électrodes collectrices et sont ainsi extraites du flux gazeux. La poussière captée au niveau des électrodes collectrices, et partiellement aussi au niveau des électrodes émettrices, est détachée périodiquement et transportée en continue dans la trémie de collecte située en dessous. Les principaux paramètres influençant sur le fonctionnement de l'électrofiltre sont en outre la résistivité des poussières (dans la pratique comprise entre 100 et 1000 Ω.cm) et la vitesse de passage des gaz. Les électrofiltres sont utilisés dans la plupart des secteurs d’activité industrielle du fait de leur capacité à capter les polluants gazeux et les poussières fines. Ils sont notamment utilisés dans les centrales thermiques, les cimenteries, les incinérateurs, les aciéries, les verreries, ou encore l’industrie de la pâte à papier. Il existe deux types d’électrofiltres en fonction du mode d’élimination de la poussière captée : les électrofiltres humides qui disposent d'un écoulement de liquide le long des plaques collectrices permettant de rincer les poussières collectées et les électrofiltres secs dont l’élimination des poussières se fait au moyen de secoueurs. La technique des électrofiltres humides nécessite le traitement du liquide en aval. Dans les électrofiltres secs, les électrodes émettrices sont des fils verticaux et les électrodes collectrices des plaques verticales entre lesquelles la fumée à dépoussiérer s’écoule horizontalement. Dans les électrofiltres humides, l’électrode émettrice est un fil vertical et l’électrode collectrice un cylindre coaxial, la fumée s’écoulant selon l’axe de ce tube. L’avantage des électrofiltres humides, qui sont les plus utilisés, est qu’ils permettent d’éviter le décolmatage et la remise en suspension de poussières captées. Par ailleurs, il est important de noter que les électrofiltres ne fonctionnent vraiment efficacement que sur des fumées qui conduisent l’électricité. Pour améliorer la conduction des fumées et rendre les électrofiltres plus performants, il est possible d’injecter de petites quantités de SO3 (qui ne sont pas forcément traitées parce qu’elles sont présentes uniquement en quantités négligeables). Ceci est en particulier essentiel pour les fumées provenant de centrales qui brulent du charbon bas-soufre. Le SO3 est également injecté dans les effluents de chaudières à gaz pour odoriser les fumées et permettre aux opérateurs de détecter immédiatement une fuite et leur éviter la contamination par du CO toxique et inodore.

Principe de fonctionnement d'un électrofiltre humid e

Source : bioenergie-promotion.fr


2.3. Secteurs concernés Secteur de l’énergie Industrie minérale Industrie métallurgique Industrie chimique

2.4. Lite des fournisseurs Area Impianti France Esdea Société dépoussiérage d’air FL Smidth General Electric Hamon Research Cottrell Inova Construction Keller Lufttechnik Gmbh Scheuch SARL SIDAC


3. Exemples de solutions concrètes

3.1. Electroprecipitator – SIDAC

Description de la solution

L'électroprecipitateur SIDAC est une chaudière biomasse.

Conditions d’applicabilité

Débit de fumées de 5 000 à 250 000 Nm3/h

Polluants visés

Poussières

Secteurs visés Les secteurs visés sont l’énergie, la métallurgie et la chimie.

Performance d’abattement des polluants

Particules fines

+++

Performance annoncée La performance d’un électrofiltre est de 99,6%.

Retours d’usage Entreprise Application Entrée

(mg/Nm3) Sortie (mg/Nm3)

Efficacité (%)

Source

Dalkia Autun Wood boiler

2500 50 98 SIDAC/ MC +ESP

INGEVALOR Valenciennes

Incinerator 3000 20 99,30 SIDAC/ESP

SAIDEF Fribourg CH

Waster sludge

70 000 10 99,98 SIDAC/MC +ESP

CNIM La Réunion

Bagasse 6000 25 99,58 SIDAC/MC +ESP

Consommation énergétique

1,5kW / 1MW vapeur

Consommation d’eau

Pas de consommation en eau.

Effets croisés (co-bénéfices ou déchets)

Les déchets sont revalorisables en engrais ou agglomérats.

Effet poison _


Coûts

35 K€/ 1MW Vapeur

Chiffre d’affaire

2 Mio € 60%

Potentiel de déploiement

Stable.

Facilité d’intégration

Très encombrant – ex = 600 m3 pour 8MW.


3.2. Autres solutions disponibles sur le marché fra nçais (non détaillées) : Area Impianti France propose des solutions pour le traitement des fumées dont des électrofiltres. FL Smidth est une entreprise d’ingénierie spécialisée dans la construction, notamment dans la cimenterie.

Elle propose des électrofiltres pour traiter l’air pollué (ElectroStatic Precipitator with Coromax® pulse power supply, PIACS®).

Le géant General Electric commercialise des électrofiltres (Dry Electrostatic Precipitator/ ELPAC/ Wet Electrostatic Precipitator).

Hamon Research Cottrell est une entreprise proposant des solutions pour limiter la pollution de l’air. Elle propose différents électrofiltres (ElectroStatic Precipitator Hybrid collectors: COHPACTM and TOXECONTM).

Keller Lufttechnik Gmbh est une société allemande de traitement de l’air. Elle fournit des électrofiltres (e-1 electrostatic sep).

La société allemande Scheuch SARL propose deux types d’électrofiltres : des électrofiltres humides pour épurer principalement les gaz issus de sécheurs de l’industrie des produits dérivés du bois (MDF, copeaux, OSB) et des électrofiltres humides avec étape de condensation.

SIDAC (Société Industrielle pour le Développement de l’Antipollution et de la Chimie) est une société proposant des solutions de dépollution de l’air. Elle propose notamment un électrofiltre: SIDAC electroprecipitator.

4. Sources d’informations

https://www.areaimpianti.it/ http://www.flsmidth.com/ http://www.hamonusa.com/hrc http://keller-lufttechnik.de/ https://www.scheuch.com/fr/ http://www.sidac-technologies.com/contact.html


L’ADEME EN BREF L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME) participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l’environnement, de l’énergie et du développement durable. Elle met ses capacités d’expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale. L’Agence aide en outre au financement de projets, de la recherche à la mise en œuvre et ce, dans les domaines suivants : la gestion des déchets, la préservation des sols, l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables, les économies de matières premières, la qualité de l’air, la lutte contre le bruit, la transition vers l’économie circulaire et la lutte contre le gaspillage alimentaire. L’ADEME est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de la Transition Ecologique et Solidaire et du ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation.

https://www.ademe.fr/


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TECHNIQUE D’ELECTROFILTRATION - TECHNIQUES DE REDUCTION DES EMISSIONS ATMOSPHERIQUES INDUSTRIELLES Résumé Depuis plusieurs décennies, un grand nombre de fournisseurs a développé et mis sur le marché plusieurs générations de techniques permettant de réduire les émissions atmosphériques des différents secteurs industriels tant au niveau des procédés de fabrication que des installations de combustion ou encore du transport / chargement de matières premières ou de produits. Cette amélioration graduelle des performances des technologies s’est traduite dans le renforcement progressif des valeurs limites à l’émission (VLE) des textes réglementaires français, européens ou internationaux. Les VLE sont en effet définies à partir des meilleures techniques disponibles ainsi que leurs niveaux d’émissions associés (BATEL). Pour l’ensemble du secteur industriel, l’investissement dans ces technologies de réduction des émissions reste donc significatif. A travers cette étude, l’ADEME a donc souhaité disposer d’une photographie de la situation actuelle concernant l’offre française en matière de solutions techniques de réduction des émissions de l’industrie, comprendre les barrières technico-économiques qui pourraient potentiellement freiner leur diffusion et identifier des actions concrètes favorisant leur déploiement auprès des secteurs d’activité utilisateurs. La recherche bibliographique et les entretiens avec les experts ont permis d’identifier une centaine de fournisseurs (français et étrangers) proposant au total 982 solutions techniques différentes reparties entre dix technologies de base (brûleurs bas-NOx, désulfuration, oxydation, réduction sélective, médias-filtrants, électrofiltres, cyclones, absorption, adsorption et substitution) et mixtes dont 19 ont fait l’objet de fiches techniques.

Ces entretiens ont également permis d’identifier quelques difficultés auxquelles sont confrontées les opérateurs sur le terrain et qui freinent le déploiement des solutions, notamment le manque de retours d’expérience quantifiés, la performance environnementale des solutions et le manque d’accompagnement pour la mise en œuvre de ces technologies. Il serait donc intéressant de favoriser le partage d’information au sein de la filière et ceci par les fournisseurs, pour redynamiser la filière.

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