La dénitrification SCR fait son entrée dans les chaufferies biomasse

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Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Étant donné les exigences de neutralité en CO₂, la production d’énergie durable à partir de biomasse se développe largement. En outre, l’utilisation des technologies les plus modernes a permis de passer nettement en dessous des seuils les plus strictes de polluants atmosphériques dans les fumées. L’utilisation combinée de technologies complémentaires permet de séparer au maximum les poussières, les composants acides, les dioxines et furanes, et de façon sécurisée et efficiente au regard des NOx. Les technologies d’épuration des fumées modernes contribuent ainsi désormais largement à la conservation d’un environnement propre.

À la différence des carburants fossiles, la biomasse est neutre au regard des émissions de CO₂. Ceci signifie que le processus de combustion ne libère que la quantité de dioxyde de carbone que les plantes ont absorbée durant leur croissance. Cette quantité de CO₂ serait aussi libérée si les plantes étaient laissées à se décomposer, ce qui rend la biomasse un combustible attractif et utile. Les oxydes d’azote (NOx), faisant partie des composés azotés dits réactifs, sont responsables d’un grand nombre d’effets nocifs pour la santé et l’environnement. Les NOx présents dans les fumées proviennent en partie de l’azote contenu dans le combustible. Notons ici les différences essentielles existant entre les combustibles utilisés. Si la teneur en azote du bois naturel est très faible, celle des biomasses agricoles est relativement élevée.

Eneco choisit la solution proposée par Scheuch

L’énergéticien néerlandais Eneco est largement présent dans le secteur de l’énergie. Il attache une grande importance au développement durable et pratique ainsi une politique volontariste de protection de l’environnement. Il était donc logique de rechercher un partenaire renommé ayant les mêmes objectifs. Pour sa nouvelle centrale thermique à biomasse de Lage Weide près d’Utrecht, la société a choisi un leader dans sa technologie, le constructeur autrichien Scheuch, qui affiche de nombreuses années d’expérience dans le secteur de l’énergie. L’installation d’une capacité d’environ 30 MWth, a été terminée début 2019 et fonctionne correctement depuis. Forte de ses expériences positives dans la réalisation de projet et l’atteinte des performances avec des seuils de polluants respectés, Eneco a décidé de construire une seconde installation au même endroit avec Scheuch. La capacité totale des deux installations est au final de 60 MWth, ces dernières devant fournir de la chaleur à 45 000 clients d’Utrecht et de Nieuwegein. Pour atteindre cet objectif, la centrale doit traiter annuellement, en fonction du taux d’humidité, entre 180 000 et 225 000 tonnes de biomasse.

« Respecter les seuils d’émissions atmosphériques étant notre priorité absolue, l’épuration des fumées doit fonctionner de façon absolument fiable et sans interruption. Nous sommes heureux de voir que les valeurs d’émission à plein régime sont largement en dessous des seuils réglementaires », se félicite Jan Hakemulder, ingénieur système chez Eneco.

La technologie SCR fait son entrée dans le secteur de la biomasse

Les technologies de captation des poussières et des composants acides des fumées ainsi que la réduction des NOx avec la technologie de SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction), utilisées depuis un certain temps en sortie de chaudières à biomasse, sont ainsi considérés aujourd’hui comme étant les règles de l’art en matière de traitement des fumées. Cependant, en raison de seuils de NH₃ de plus en plus stricts (4,5 mg/Nm³), il a fallu pour ce projet compléter les performances des technologies habituelles.

La particularité de cette centrale est qu’elle a été équipée d’un dispositif supplémentaire de réduction des NOx avec la technologie SCR (Selectiv Catalytic Reduction) à bas taux de poussière. Ce dispositif, équipé d’un catalyseur, convertit le NOx issu de la combustion en azote (N₂) inoffensif et en eau (H₂O) en consommant de l’ammoniac (NH₃). Avec la technologie SCR, il est possible d’assurer des teneurs en NOx très faibles tout en respectant un minimum de fuite d’ammoniac. Ceci serait impossible à réaliser avec la technologie SNCR seule.

Comme l’exploitation d’une installation SCR requiert des températures de fumées relativement hautes, supérieures à 200 °C, il est logique d’installer en aval de la SCR un système de récupération d’énergie. Dans ce projet, les concepteurs ont intégré une installation ERCS (Energy Recovery and Cleaning System), elle aussi fournie par Scheuch, dans laquelle la chaleur est extraite sur deux niveaux de température (90 °C et 45 °C) par un économiseur puis un condenseur, tous deux montés en série dans un même caisson. Lorsque la chaudière fonctionne à plein régime, chacune des lignes peut extraire en moyenne de 7,6 à 9,5 MW de chaleur en plus. L’énergie de condensation « basse température » est transférée à une pompe à chaleur pour relever le niveau de température et transmettre l’énergie de condensation récupérée au réseau de chauffage urbain local « moyenne température ». Un avantage plus que rentable à court terme pour l’exploitant et dont profite aussi l’environnement, avec un rendement d’installation augmenté de 25 à 32 % !

Équipé pour l’avenir

Cette combinaison pertinente de différents procédés conçue par Scheuch assure des émissions des plus faibles à la cheminée et une amélioration conséquente du rendement sur le plan énergétique en utilisant un dispositif de condensation des fumées. De cette façon, les exploitants sont d’ores et déjà, dans le cadre de seuils de plus en plus stricts, bien équipés pour l’avenir. Et, avec l’utilisation de l’installation ERCS, ils ont même une longueur d’avance en matière de rendement énergétique global de l’installation.

Contacts en France :

• Commercial : APitec 20, rue du Metz
 – 59000 Lille
 / +33 320 316 152 – +33 608 884 093
info@apitec.fr
• Réalisation : Scheuch Sarl
 – Espace ALTURA, 46 rue Saint-Antoine
 – 75004 Paris
 – www.scheuch.com/fr/

Frédéric Douard

1 réponse

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1. JBearelle dit :

   23 septembre 2020 à 14 h 10 min

   Les niveaux d’émissions des Oxydes d’Azotes (NOx) imposés aux Pays Bas sont en effet très restrictifs en comparaison des niveaux d’émissions imposés par l’Europe ou la législation française.

   L’utilisation d’un système de traitement Non Catalytique (dont le processus de « destruction » des NOx a lieu dans le foyer de la chaudière) ne permet pas d’atteindre les niveaux d’émissions imposés sans créer un autre problème : une fuite d’amoniac (NH3) dans l’atmosphère.

   L’ajout d’un étage supplémentaire au niveau de la filtration (réacteur « SCR ») permet de pallier à ce problème.

   Attention toutefois à la généralisation; le recours à cette technoclogie n’est anodin :
   1. Le budget de ce réacteur est relativement conséquent, et nécesite en outre l’ajout d’un système de récupération de chaleur supplémentaire (ce dernier ne remplace pas l’économiseur « classique » en sortie de chaudière, qui est toujours nécessaire);
   2. Les coûts d’exploitation et -surtout- de maintenance sont plus élévés.

   Le recours à cette technologie est donc limité à des installations de moyennes à fortes puissances (le site d’ENECO est, comme mentionné dans l’article, équipé de 60MWth).

   A noter que SCHEUCH a également livré cette technologie sur le site d’ATTERO à Odiliapeel, avec la même qualité de résultats !