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Réduction de la concentration de mercure des résidus de combustion

Réduction de la concentration de mercure des résidus de combustion

Nous fournissons des études et des conseils axés sur les technologies de réduction et d’élimination des concentrations de mercure dans les résidus de combustion générés lors de la combustion de charbon noir dans les centrales électriques et les installations de chauffage. Nous élaborons des études pour de petites sources locales aussi bien que de grandes unités industrielles dans la gamme de débits de résidus de combustion de 10 000 à 3 000 000 m3/h.

L’étude est préparée par notre division engineering, voir les coordonnées de contact.

La combustion du charbon brun dans les chaudières à charbon des centrales thermiques produit des gaz de combustion contenant diverses substances nocives et, entre autres, des éléments de métaux lourds, très nocifs pour l’environnement. Les métaux lourds les plus courants dans les gaz de combustion sont le Hg (mercure) et le Se (sélénium). Le mercure (ci-après Hg) est libéré pendant la combustion sous trois formes. Le mercure peut être libéré sous forme gazeuse sous forme de Hg0 élémentaire (métallique), une partie de ce mercure est oxydée dans les gaz de combustion par la présence d’halogènes et de non-combustion dans la forme dite oxyde (divalent) de mercure Hg2+. Une petite quantité de mercure est absorbée à la surface des particules solides de cendres volantes et se présente sous une forme liée aux particules solides appelées Hgp. Ce mercure est éliminé avec les cendres volantes par la trémie inférieure de la chaudière sous forme de cendres et il est ensuite capté lors de l’étape de filtration suivante dans le séparateur électrostatique installé ou le filtre en tissu. La concentration normale de mercure dans les gaz de combustion générés par la combustion de charbon brun se situe dans une plage de 2 à 80 μg/Nm3, la quantité considérée de mercure dans le combustible dans une plage de 20 à 900 μg/kg. Comme mentionné ci-dessus, le mercure se trouve dans les résidus de combustion sous diverses formes et la capture de différentes formes de mercure nécessite des procédures et des technologies spécifiques basées sur des principes mécaniques et physico-chimiques. La forme élémentaire du mercure (Hg0) et sa capture des gaz est un processus très complexe. La forme élémentaire du mercure traverse tout le système d’épuration des résidus de combustion et est libérée par les résidus de combustion dans le milieu environnant. En pratique, de nombreuses méthodes sont utilisées pour éliminer cette forme de mercure. La plupart des méthodes sont basées sur le principe de l’oxydation du mercure élémentaire en la forme dite oxyde divalent de mercure (Hg2+), qui est très soluble dans l’eau. Le processus d’oxydation du mercure élémentaire en la forme divalente de mercure peut se produire, par exemple, dans la technologie installée pour réduire la concentration de NOx, appelée SCR, directement sur la surface du catalyseur installé. Une autre méthode consiste à doser des composés à base d’halogène, soit directement dans le combustible brûlé, soit comme additif au sorbant de charbon actif. Le charbon actif est l’additif le plus couramment utilisé pour réduire la concentration de mercure dans les gaz de combustion sur la base du principe d’adsorption. La forme divalente du mercure peut être très bien capturée, grâce à sa solubilité, dans la technologie de désulfuration humide installée ou dans un dispositif de filtre en tissu en combinaison avec un dosage de charbon actif. En pratique, l’installation d’un filtre en tissu joue un rôle important dans la capture du mercure, beaucoup plus important que l’installation d’un séparateur électrostatique. Comme mentionné ci-dessus, il existe de nombreuses méthodes pour éliminer le mercure des résidus de combustion, y compris leurs combinaisons. Les méthodes les plus couramment utilisées sont décrites ci-dessous.
Dosage de charbon actif dans les résidus de combustion

Dosage de charbon actif dans les résidus de combustion


En pratique, la méthode la plus courante consiste à réduire la teneur en mercure en dosant du charbon actif en poudre dans les résidus de combustion. Grâce à sa grande surface spécifique, le charbon actif est capable de lier le mercure à la surface sur la base du principe d’absorption. Le dosage du charbon dans le système est un processus complexe, car il dépend de la distribution très approfondie du charbon actif dans le flux de résidus de combustion. Le plus souvent, du charbon actif est injecté dans le système à un point situé avant que les résidus de combustion ne pénètrent dans le réchauffeur d’air, à savoir une plage de température des résidus de combustion de 140 à 180 °C. Le charbon actif est ensuite transporté par le flux de résidus de combustion vers le filtre en tissu installé ultérieurement, où le mercure lié à la surface du charbon actif sur le tissu du filtre est séparé. Le charbon séparé est ensuite transporté avec les cendres séparées des trémies du filtre en tissu vers le système de stockage au moyen d’un transport pneumatique installé ou une partie du matériau séparé est ramenée à l’entrée du filtre en tissu pour être réutilisée.

Le système utilisant le dosage de charbon actif en combinaison avec l’installation d’un filtre en tissu peut séparer jusqu’à 99 % du mercure contenu dans les gaz. En plus des formes oxydantes du mercure, la forme élémentaire du mercure peut être piégée dans une certaine mesure à la surface du charbon actif. Afin d’augmenter l’efficacité de capture de la forme élémentaire du mercure, des composés à base d’halogène (par exemple des bromures) peuvent être ajoutés à l’additif au charbon activé en raison de l’oxydation en la forme divalente de mercure décrite ci-dessus. La quantité de charbon actif injectée dans le processus doit être optimisée en fonction des paramètres de fonctionnement réels de la chaudière et du système raccordé. Une concentration plus élevée de cendres volantes peut en effet être attendue dans les gaz lors de la combustion de charbon brun à haute teneur en cendres. Les cendres produites par la combustion du charbon ont des propriétés similaires à celles du charbon actif injecté, c’est-à-dire une grande surface spécifique. Avec une quantité suffisante de gaz de combustion, les cendres volantes sont capables de lier le mercure à la surface. Ce processus permet d’économiser sur consommation de charbon actif coûteux.

Modifications des absorbeurs de désulfuration

Modifications des absorbeurs de désulfuration


Cette méthode est basée sur une modification appropriée et une modification des séparateurs de gouttelettes des absorbeurs existants des technologies de désulfuration par voie humide installés dans les centrales au charbon.