Annexe A-3

La désulfuration directe dans l'installation de combustion est utilisée pour les combustibles solides, par exemple dans les foyers à lit fluidisé. Du calcaire ou de la chaux est alors injecté dans la chaudière pour agglomérer le SO₂. La désulfuration a lieu simultanément à la combustion par une température d'environ 850° C, cette température relativement faible autorisant également de faibles émissions de NO_x de l'ordre de 200 à 400 mg/m³ (c. n.). Le taux de désulfuration se situe entre 80 et 90%. Les foyers à lit fluidisé, qui ne peuvent être mis en oeuvre que dans de nouvelles centrales, fonctionnent selon le principe du lit fluidisé fixe ou circulant, ce dernier permettant d'obtenir, dans des conditions par ailleurs égales, les taux d'émission les plus faibles.

L'injection de calcaire ou de chaux peut être employée dans le cas de chaudières à charbon (chauffe sur grille ou chauffe au pulvérisé). L'élimination des SO₂ est obtenue par injection de produits calcaires, par exemple de la chaux hydratée, finement moulus dans le flux de gaz en partie haute du foyer, les températures étant inférieures à 1000° C. Ce dispositif peut également être installé après coup dans une installation déjà en service et permet d'obtenir des taux de désulfuration maximum de 60 à 80%.

Les produits résiduels des lits fluidisés et de l'injection de calcaire ou de chaux dans le foyer sont éliminés dans une installation de dépoussiérage montée en aval et se composent d'un mélange de cendres de charbon, d'additif excédentaire p. ex. CaO et de différents sels de calcium (CdSO₄, CaCl₂, CaF₂). Dans chaque cas particulier, il conviendra de vérifier si ces résidus peuvent être valorisés, par ex. dans l'industrie des matériaux de construction, ce qui risque d'être difficile du fait du mélange des différents sels, ou s'il faut prévoir une mise en décharge.

Les systèmes de désulfuration des fumées peuvent être répartis en trois groupes:

- les méthodes par voie humide
- l'absorption par pulvérisation
- les méthodes par voie sèche.

Dans les grandes installations industrielles, la méthode par voie humide utilisant du calcaire (ou éventuellement de la chaux vive ou de la chaux hydratée) en tant qu'additif et fournissant du plâtre comme matière résiduelle est la plus couramment utilisée. Les séparateurs par voie humide étant présents dans la plupart des installations, on dispose d'une vaste expérience dans ce domaine. Après un conditionnement approprié, séchage et boulettage par ex., le plâtre résiduel peut être utilisé comme matériau de construction ou, après avoir été mélangé à des cendres volantes, être mis en décharge ou encore servir comme matériau de remblayage pour gagner des terres sur la mer par exemple (cf. point 2.5).

Dans le cas de l'absorption par pulvérisation, l'additif (chaux vive ou chaux hydratée) est pulvérisé sous forme de suspension aqueuse dans un absorbeur, par une température de 60 à 70° C. Au cours de l'évaporation de l'eau introduite avec la suspension, il se produit une réaction du SO₂ avec l'additif. Le produit obtenu est un mélange à fine granulométrie qui est ensuite capté par le dépoussiéreur placé en aval. Il est constitué d'un mélange de sels de calcium (CaSO₄, CaSO₃, CaCl₂, CaF), d'additif en excédent et de cendres volantes et peut être utilisé pour combler des fosses ultimes ou pour gagner des terres en région côtière par ex., ou devra être mis en décharge. L'éventuelle nécessité d'un traitement préliminaire des résidus et les précautions à prendre par ailleurs pour éviter une contamination de la nappe phréatique ou des cours d'eau ont été évoquées au point 2.5.

D'autres méthodes de désulfuration des fumées, telle que la méthode par voie sèche, notamment la méthode au coke actif ou les procédés à régénération utilisant du sulfate de sodium comme additif et fournissant de l'anhydride sulfureux comme sous-produit, que l'on peut alors utiliser pour fabriquer de l'acide sulfurique ou du soufre, ont donné satisfaction dans certains domaines et peuvent être également envisagées dans des conditions particulières. Néanmoins, ces méthodes sont généralement plus dispendieuses que le procédé calcaire/plâtre et comportent un certain nombre de contraintes au niveau de la fabrication des sous-produits pour lesquels il faut également chercher des débouchés, dans l'industrie chimique par exemple.

Dans des conditions de fonctionnement par ailleurs identiques, la quantité de résidus recueillie selon les différentes méthodes croît dans l'ordre: injection de chaux ou de calcaire dans le foyer, absorption par pulvérisation, lavage avec formation de plâtre, lavage avec formation d'acide sulfurique ou de soufre (cf. point 2.3).