Diapositive 1

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Les différents systèmes de traitement des fumées,
avantages et inconvénients, évolution
technologique attendue. Ludovic DUSCH SA COMPTE R
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Les polluants concernés
• Les fumées et leurs constituants principaux
• La combustion de la biomasse est une réaction
  doxydation qui génère de la chaleur et des gaz
  principalement neutres (CO2, H20, N2, O2)
  contenant des polluants gazeux et particulaires
  variés dans des proportions plus ou moins fortes
  selon 
• La nature du combustible
• Le type de technologie de combustion
• Les conditions dutilisation de la chaudière
• Les polluants gazeux
• Ils dépendent pour beaucoup des conditions de
  combustion et de la bonne adéquation entre le
  combustible et la technologie de combustion.
• Les conditions dexploitation restent aussi
  essentielles.
• Les poussières
• Particules solides en suspension elles
  contiennent des imbrulés, des composées
  organiques. Même si leur proportion est
  directement liée à la nature du combustible et à
  la technologie de combustion leur captation passe
  obligatoirement par linstallation de dispositifs
  en aval de la chaudière.

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• La Réduction des polluants gazeux Des mesures
  essentiellement primaires
• Une chaudière adaptée au combustible et vice
  versa
• Lhumidité du combustible est un paramètre
  important. Si certaines petites chaudières sont
  plus performantes avec des combustibles secs
  (humidité lt 30 ) , les constructeurs préfèrent
  des produits plus humides (30 lt humidité lt 50
  ) pour les chaudières de grosse puissance.
• Des conditions dexploitation maitrisées
• Bien adapter la puissance de la chaudière aux
  besoins réels du réseau et ne pas
  sur-dimensionner les installations. Respecter les
  conditions minimales dutilisation des chaudières
  
• La technologie de combustion complète et
  maitrisée
• Etanchéité et régularité de lintroduction de
  combustible.
• Privilégier la combustion sur grille automatique
  et la séparation des admissions dair primaire.
• Etagement des injections dair secondaire et
  réinjection de fumées en mélange.
• Chambres de combustion chaudes et superposées
  permettant daugmenter la turbulence et le temps
  de séjour des gaz à haute température.
• Contrôle des paramètres de combustion,
  optimisation et maitrise de la régulation
  combustion.

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Coupe chaudière eau chaude avec foyer à grille et
étagement dair
INTRODUCTION
AIR SECONDAIRE ET RECYCLAGE FUMEES
GRILLE AUTOMATIQUE
AIR PRIMAIRE
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
La Réduction des poussières Des mesures en aval
de la chaudière La teneur en poussières en
sortie de la chaudière va varier dans une
fourchette de 500 à 1000 mg/Nm3 selon la nature
du combustible (taux de cendres, proportion de
fines), et les conditions de combustion (allure
de marche). La taille des particules est très
variable avec des cendres volantes grossières
faciles à capter et des particules beaucoup plus
fines Toute chaudière dune puissance supérieure
à 300 kW est généralement équipé dun
dépoussiéreur type multi-cyclones qui permet de
garantir une valeur limite en poussières de 150
mg/Nm3 (valeur maximale pour les installation de
moins de 4 mW de puissance entrante 3,4 mW en
correspondance puissance utile). Pour obtenir
des concentrations plus faibles il sera
nécessaire de rajouter un filtre complémentaire
principalement du type eléctrofiltre ou filtre à
manches qui permettra datteindre selon la
technologie et son dimensionnement des valeurs
inférieures aux différents seuils réglementaires
de 100, 50, 30 et même 10 mg/Nm3
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Le dépoussiéreur multi-cyclones
• Principe de fonctionnement
• Il est composé dune batterie de cyclones de
  petit diamètre assurant une séparation centrifuge
  des poussières qui sont récupérées dans la partie
  basse de lappareil alors que les fumées
  dépoussiérées repartent vers le haut.
• Une solution simple, souvent directement intégrée
  à la chaudière.
• Performances
• Permet de garantir dans des conditions normale
  dexploitation une valeur maximale en poussières
  de 150 mg/Nm3 (Il convient pour les chaudières de
  moins de 4 mW)
• Dans certaines conditions très strictes
  (combustibles normalisés) il est possible de
  garantir une valeur maximale de 100 mg/Nm3 mais
  cela reste exceptionnel.
• Son efficacité dépend de la taille des
  particules, il est peu efficace sur les
  particules de moins de 10 microns
• Avantages
• Son coût représente moins de 5 du montant des
  équipements chaudière bois et ses annexes
• Sa simplicité et son coût dexploitation
  quasiment nul
• Inconvénients
• Performance limitée

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
PRINCIPE CYCLONE TANGENTIEL

• Le dépoussiéreur multicyclones
• Performances
• VLE en poussières de 150 mg/Nm3 - Il convient
  pour les chaudières de moins de 4 mW
• VLE en poussières de 100 mg/Nm3 dans certaines
  conditions très strictes - Combustibles
  normalisés
• Une efficacité qui dépend de la taille des
  particules
• Avantages
• Son coût - lt 5 du montant des équipements
  chaudière bois et ses annexes
• Sa simplicité et son coût dexploitation
  quasiment nul

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Dépoussiéreur multi-cyclones directement accolé à
la chaudière (exemple 2500 kW)
Ventilateur dextraction
Caisson avec cyclones
Trémie de réception des poussières
Cendrier sous foyer avec évacuateur à chaînes
Source COMPTE R
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Lélectrofiltre
• Principe de fonctionnement
• Il est composé dun caisson métallique de grande
  dimension dans lequel les gaz circulent à faible
  vitesse entre des plaques métalliques verticales
  reliées à la masse.
• Entre ces plaques sont suspendues des électrodes
  filiformes connectées à une source de courant
  haute tension. Les particules de poussières et
  les molécules gazeuses pénétrant dans le champ
  sont chargées électriquement et entrainées vers
  les plaques où elles saccumulent.
• Un frappage automatique et régulier des plaques
  et des électrodes permet de décoller les
  poussières pour les récupérer dans la trémie
  inférieure du filtre.
• Pour éviter les risques de colmatage la trémie et
  lensemble du dispositif dévacuation doivent
  être parfaitement bien calorifugés et équipés
  dun dispositif de chauffage par cordons
  électriques.
• Coûts
• Pour des puissances de 0,5 à 1mW 40 à 60 du
  montant chaudière et de ses annexes
• Pour des puissances de 2 à 4 mW - 30 à 40 du
  montant chaudière et de ses annexes
• Pour des puissances de 4 à 8 mW 20 à 30 du
  montant chaudière et de ses annexes

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Groupe haute tension
L électrofiltre
Zone de filtration
Entrée gaz
Sortie gaz
Trémie de réception des poussières
Récupération poussières
Source BETH Filter
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Lélectrofiltre
• Performances
• Ses performances dépendent de la concentration en
  poussières dans le flux entrant, cest la raison
  pour laquelle le multi-cyclones est généralement
  conservé en amont dun électrofiltre pour
  garantir une concentration connue en entrée et
  limiter sa taille .
• Il doit être dimensionné dès la conception, pour
  la valeur de garantie souhaitée en sortie.
• Les valeurs de rejets garanties avec un
  électrofiltre sont couramment inférieures à 100,
  50 ou 30 mg/Nm3 (à 11 d02).
• Il est possible de garantir des valeurs
  inférieures mais pour des surcouts importants
• Avantages
• Insensible aux escarbilles, aux trop hautes et
  trop basses températures (condensation)
• Robustesse et durée de vie - Faible coût
  dexploitation
• Faible perte charge ne nécessitant pas de by-pass
  
• Peu sadapter sur toutes puissances dés 300 Kw
• Inconvénients
• Son encombrement Installation intérieure pour
  limiter les nuisances sonores
• La spécificité des opérations dentretien due à
  la présence de haute tension

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Lélectrofiltre
Lélectrofiltre

• Performances
• VLE en poussières de 100, 50, ou 30 mg/Nm3 (à 11
  d02).
• Avantages
• Insensible aux escarbilles, aux trop hautes et
  trop basses températures
• Robustesse et durée de vie - Faible coût
  dexploitation
• Faible perte charge ne nécessitant pas de by-pass
  
• Peu sadapter sur toutes puissances dés 300 kW

La benne à suies
Source COMPTE R
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Le filtre à manches
• Principe de fonctionnement
• Il est composé dun caisson métallique dans
  lequel sont disposées des manches ou poches
  filtrantes qui lorsque elles sont traversées par
  les gaz vont retenir les poussières.
• Une injection régulière dair comprimé dans les
  manches permet de décoller le gâteau de
  poussières pour le récupérer dans la trémie
  inférieure du filtre
• La nature des manches dépend de la température
  des fumées et de leur composition chimique
• Il est impérativement équipé dun ensemble de
  by-pass en cas de détection de température
  anormale
• Comme pour lélectrofiltre, la trémie et
  lensemble du dispositif dévacuation doivent
  être parfaitement bien calorifugés et équipés
  dun dispositif de chauffage par cordons
  électriques.
• Coûts
• Pour des puissances de 0,5 à 1mW 50 à 60 du
  montant chaudière et de ses annexes
• Pour des puissances de 2 à 4 mW - 30 à 40 du
  montant chaudière et de ses annexes
• Pour des puissances de 4 à 8 mW 15 à 25 du
  montant chaudière et de ses annexes

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Différents types de dé-colmatage
Filtre à manches
Entrée des Gaz
Sortie des Gaz
Manches filtrantes
Récupération poussières
Source TECFIDIS
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Le filtre à manche
• Performances
• Ses performances sont indépendantes de la
  concentration en poussières dans le flux entrant,
  malgré cela le multi-cyclones est conservé en
  amont dun filtre à manches pour capter les
  éventuelles escarbilles.
• Les valeurs de rejets garanties avec un filtre à
  manches sont couramment inférieures à 20 ou même
  10 mg/Nm3 (à 11 d02).
• Avantages
• Performance élevée quelque soit la concentration
  en entrée ce qui en fait un choix incontournable
  pour les biomasses à fortes émissions
  particulaires
• Encombrement moindre quun électrofiltre - Peut
  sadapter sur toutes puissances dés 300 kW
• Montant fortement dépendant de la température des
  fumées et donc devient très concurrentiel en cas
  dinstallation après un économiseur
• Simplicité des opérations dexploitation (hors
  remplacement périodique des manches)
• Inconvénients
• Sa sensibilité aux escarbilles, points chauds et
  froids des fumées, attaques chimiques
• Sa forte perte de charge nécessitant daugmenter
  sensiblement la puissance du ventilateur
  dextraction
• La consommation dair comprimé constante quelle
  que soit la taille du filtre
• Ses coûts dexploitation (les manches
  représentent 30 du prix du filtre) et doivent
  être remplacées toutes les 20000 à 25000 heures
  soit tous les 4 à 5 ans

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Caisson avec manches filtrantes
Le filtre à manches
By-pass avec Registres de sécurité

• Performances
• VLE en poussières de 20, 10 mg/Nm3 (à 11
  d02).
• Avantages
• Performance élevée quelque soit la concentration
  en entrée
• Encombrement moindre quun éléctrofiltre
• Simplicité des opérations dexploitation (hors
  remplacement périodique des manches)

Source LUHR Filter
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Les condenseurs
• Principe de fonctionnement
• Les fumées traversent une ou plusieurs chambres
  où elles sont soumises à une pulvérisation de
  gouttelettes deau froide.
• Sous laction de ce refroidissement, la vapeur
  deau contenue dans les fumées se condense en
  libérant une quantité importante dénergie.
• Cet échange permet de récupérer une quantité
  importante dénergie et aussi de capter une
  partie des particules contenues dans les fumées.
• Leau réchauffée et chargée passe dans un
  échangeur de chaleur installé sur les retours
  froids du réseau où elle cède ainsi son énergie
  avant de passer dans un dispositif de traitement
  ce qui lui permet de travailler en circuit fermé.
  Au niveau du circuit de traitement seule la
  fraction des condensats est régulièrement
  évacuée.
• Il est cependant préférable dinstaller ce
  dispositif après un premier dépoussiérage pour
  limiter la partie traitement des eaux.
• Coûts
• Ces dispositifs présentent des investissements
  très différents selon les techniques employées
  (échange direct ou indirect, traitement deau
  incorporé ou non, présence dun filtre en amont).
  Plutôt développés pour les fortes puissances dans
  les pays du nord de lEurope ou lAutriche, des
  solutions plus économiques sont en cours de mise
  au point pour les petites et moyennes puissances.

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Le condenseur
Sortie gaz
Entrée gaz
Caissons de pulvérisation
Traitement deau
Réseau de chaleur à retours froids lt 40C
Rejets à légout
Echangeur
Source Svensk Rökgasenergi
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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair

• Le condenseur
• Performances
• Le dispositif permet selon la nature des
  poussières en entrée de lappareil datteindre
  des concentrations comprises en 50 et 100 mg/Nm3
  (à 11 d02).
• Avantages
• Combinaison récupération dénergie et
  dépoussiérage
• Inconvénients
• Son coût très différent selon les techniques et
  la taille des installations
• La nécessité davoir un combustible humide
  (humidité sur brut gt 45 ) et des retours de
  réseau froids lt 40 .
• Le traitement des eaux

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Bois-énergie Quel impact sur la qualité de
lair
Sortie gaz
Condenseur
Entrée gaz
Refroidissement
Echangeur
Source Svensk Rökgasenergi