Maîtrise de la surveillance et du prélèvement des émissions
Pour déterminer le rendement de combustion global d’un procédé industriel, s’assurer de sa conformité avec les exigences environnementales et évaluer sa sécurité, une surveillance précise des émissions qu’il produit doit être effectuée. Toutefois, il n’existe pas d’approche unique toute faite, car chaque application implique des considérations qui lui sont propres.
La maîtrise de la surveillance et du prélèvement des émissions nécessite de :
- Bien comprendre l’application en question ;
- Évaluer les besoins à satisfaire ;
- Poser les bonnes questions à des ingénieurs expérimentés dans le domaine de la mesure des émissions ;
- Mettre en place les protections et les accessoires spécialement conçus pour votre application.
Une fois que les critères de surveillance ont été identifiés, il devient possible d’établir une stratégie permettant d’atteindre les objectifs précis de l’application qui vous intéresse.
Critères d’application
- Quels gaz devez-vous mesurer ?
Il peut s’agir de : CO, NO, NO2, SO2, CO2, HC, H2S, COV, O2, entre autres.
- Quelles sont les échelles de chaque gaz ? Ces échelles sont-elles hautes ou basses ?
Ceci permet de déterminer le type de capteur nécessaire pour la surveillance de votre application.
- Devrez-vous procéder à la surveillance de gaz hydrosolubles, tels que le NO2 et le SO2 ?
Si tel est le cas, vous devrez mettre en place des stratégies de réduction du degré d’humidité, comme une unité de récupération H2O et/ou un refroidisseur thermoélectrique.
- À quelle température l’application fonctionne-t-elle ?
Les gaz soumis à des températures extrêmes peuvent nécessiter des sondes spécifiques ou des mesures de réduction de l’humidité.
- Le gaz de combustion prélevé comporte-t-il des quantités significatives de poussière/particules/cendres ?
Si c’est le cas, un pré-filtre fritté peut être utilisé pour éliminer immédiatement toute poussière susceptible d’affecter l’intégrité du prélèvement gazeux, la durée de vie du capteur et les performances globales de l’analyseur.
Comprendre les mécanismes du prélèvement de gaz
Si le maintien de l’intégrité du gaz s’avère essentiel pour garantir une lecture précise des émissions, comprendre les techniques de prélèvement appropriées pour chaque application constitue une nécessité pour y parvenir. Le mécanisme du prélèvement de gaz, incluant les critères d’application et une classification en cinq étapes critiques, est décrit ci-dessous.
A. Critères relatifs à la sonde
Les critères permettant une utilisation optimale de la sonde pour recueillir un prélèvement de gaz représentatif sont :
- Une sonde de prélèvement appropriée - Le choix de la sonde se fait en fonction des besoins spécifiques de chaque application. Un système haute température nécessite une sonde en Inconel capable de supporter des conditions extrêmes. Les applications produisant beaucoup de poussière nécessitent un pré-filtre fritté protégé pour éviter l’encrassement.
- Longueur et emplacement de la sonde - L’emplacement idéal du test doit se situer à une distance d’au moins huit fois le diamètre de la cheminée compte tenu de la perturbation en amont et à deux fois ce diamètre par rapport au conduit d’évacuation, ou aussi loin que possible de toute perturbation. La longueur de la sonde doit être choisie en fonction du diamètre de la cheminée, l’extrémité de la sonde devant être située aussi près que possible du centre de la cheminée et à distance de ses parois.
B. Joint étanche au niveau du port de test
Le port de test destiné à la sonde doit être suffisamment grand pour accueillir la sonde et le pré-filtre fritté, le cas échéant. La zone entourant la sonde au niveau du port de test doit être parfaitement étanche pour garantir qu’aucun gaz ne s’échappe de la cheminée en cas de pression positive, et assurer la sécurité de l’opérateur. En cas de pression négative, le joint empêche l’air de pénétrer dans la cheminée et prévient la dilution du prélèvement de gaz de combustion.
C. Unité de récupération H2O
L’humidité dans un prélèvement peut affecter la précision d’une mesure de gaz, selon l’échelle des gaz solubles qu’il convient de mesurer. Les gaz hautement solubles dans l’eau, comme le NO2 et le SO2, pourraient être absorbés par le milieu, et par conséquent réduire les valeurs des résultats obtenus. Si ces gaz doivent être mesurés à basse échelle, il est recommandé d’utiliser une unité de récupération H2O pour éliminer l’humidité directement au niveau de la poignée de la sonde, afin de garantir l’intégrité du gaz jusqu’à son arrivée dans l’unité de surveillance. Cette étape critique assure avec précision la surveillance des émissions de gaz solubles présentes dans les gaz de combustion des procédés industriels et tertiaires. Pour répondre à certaines exigences en matière d’émissions, une unité de récupération H2O garantit l’intégrité maximale des prélèvements gazeux.
D. Tuyau de prélèvement standard ou chauffé
Le tuyau de prélèvement standard qui transfère le gaz de la sonde vers l’analyseur est conçu avec un matériau qui n’entre pas en réaction avec les composants du gaz prélevé et est relativement hydrophobe. Dans les cas où il faut mesurer des niveaux très bas de NO2 et/ou de SO2, et/ou quand un tuyau de prélèvement plus long est nécessaire (> 6 m/20’), une ligne de prélèvement chauffée maintient le gaz au-dessus de la température du point de rosée, depuis l’endroit du test jusqu’à l’analyseur. Ceci réduit la condensation à l’intérieur du tuyau.
E. Protection renforcée contre l’humidité et la poussière
Tout bon analyseur doit être doté d’une pompe de prélèvement puissante apte à réduire au maximum le temps de séjour du gaz à l’intérieur du tuyau de prélèvement. Un refroidisseur thermoélectrique assure le refroidissement et le séchage instantanés du prélèvement gazeux en évacuant les éventuels condensats collectés dès l’entrée du gaz dans l’analyseur. En aval du refroidisseur, il convient de disposer d’un ensemble de filtration interne remplaçable sur site, pour éliminer les particules et l’humidité restantes dans le prélèvement gazeux. Ceci garantit que les capteurs de gaz restent secs et qu’ils ne sont pas affectés par de l’humidité ou de la poussière.
Solutions précises de surveillance et de prélèvement des émissions : Si-CA 8500
L’analyseur de combustion portable Si-CA 8500 peut accueillir jusqu’à neuf capteurs de gaz : O2, CO, NO, NO2, SO2, H2S, CO2, hydrocarbures CxHy et COV, ainsi que capteurs NOx basse échelle et SO2 basse échelle.
Les autres caractéristiques clés du Si-CA 8500 sont les suivantes : refroidisseur thermoélectrique intégré avec élimination automatique des condensats, ensemble de filtration interne, unité de récupération H2O, plusieurs longueurs de sonde avec diverses valeurs nominales de température, pré-filtre fritté, tube de Pitot pour l’analyse de la vitesse des gaz de combustion, logiciel pour communication Bluetooth® sans fil et sauvegarde des données en temps réel.
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