Désulfuration
La désulfuration est un procédé chimique servant à la réduction des dioxydes de soufre (SO2). Le dioxyde de soufre provient dans l’industrie de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon (taux de soufre entre 0,2 % et 4 %).
Ce procédé est utilisé dans l’industrie en métallurgie, sur les chaufferies et génératrices de grosse puissance fonctionnant au charbon, en incinération d’ordures ménagères. Ce sont principalement des installations de combustion qui sont soumises à autorisation préfectorale et dont les puissances dépassent le seuil de 20 MWth (mégawatt thermique). Elles sont soumises à une réglementation spécifique fixant les taux de rejets, en termes de SO2 notamment.
En post-combustion, ce procédé vise à faire réagir de la chaux sous forme de lait de chaux ou de chaux hydratée avec les gaz de combustion. Les réactions chimiques rentrant en jeu sont les suivantes :
- Réaction principale :
SO2 + CaCO3 + ½ H2O → CaSO3, ½ H2O + CO2
- Réaction partielle :
CaSO3, ½ H2O + 3/2 H2O + ½ O2 → CaSO4,2 H2O
Le sous-produit principal de ce procédé est le gypse.
Ces réactions chimiques sont optimisées lorsque le milieu réactif est oxydant, c’est-à-dire qu’il présente une quantité importante de O2. D’autre part, en fonction du type de chaux utilisé, les températures optimales de réaction peuvent variées (entre 130 °C et 900 °C). Les chaux dites à Haute Surface Spécifique présentent un volume poreux important par rapport à des chaux dites classiques. Il semblerait que la qualité de la réaction chimique dépende linéairement de ce volume poreux mais les connaissances dans ce domaine restent pour le moment maigres.
Sur certaines installations de combustion, plusieurs points d’injection de chaux sont utilisés à différentes étapes du procédé de combustion, ce qui permet de profiter des différentes plages de températures optimales de réaction chimique. L’utilisation d’un filtre à manches augmente le rendement de désulfuration en augmentant le temps de contact entre les particules de chaux et les gaz contenant le SO2. Le surdosage nécessaire (rapport Ca/S molaire compris entre 2 et 8 en fonction de la chaux utilisée, de la qualité du procédé de désulfuration, de la concentration du produit et des taux d’émissions visés).
La désulfuration concerne aussi la réduction en amont de la teneur en soufre des combustibles fossiles. Ce procédé peut dans ce cas aussi porter le nom d’adoucissement. Le processus fait appel à la technique de l’hydrotraitement : c’est une réaction chimique dont le but est de substituer des atomes d’hydrogène aux atomes de soufre à pression et température élevées.
