Desulfurarea este un proces chimic pentru reducerea dioxidului de sulf (SO 2 ). Dioxidul de sulf provine cel mai adesea în industrie din arderea combustibililor fosili precum cărbunele ( conținut de sulf între 0,2% și 4%). Desulfurarea se referă, de asemenea, la reducerea în amonte a conținutului de sulf al combustibililor fosili sau regenerabili , cum ar fi biogazul , sub formă de hidrogen sulfurat .
Dacă se decide să exploateze în continuare resursele de gaz adânci și neconvenționale, desulfurarea gazelor naturale ar trebui să devină importantă, deoarece 40% din gazele din rezervele mondiale cunoscute în 2005 și susceptibile de a fi exploatate (mai mult de 2.600 trilioane de metri cubi), sunt acid sau ultraacid și bogat în H 2 S. În aceste rezerve, mai mult de 350 miliarde de metri cubi conțin mai mult de 10% H 2 S.
Procesele de var sunt utilizate în industria metalurgică , în cazanele și generatoarele mari de energie care funcționează pe cărbune, la incinerarea deșeurilor menajere .
Acestea sunt în principal instalații de ardere care fac obiectul autorizației prefecturale și a căror putere depășește pragul de 20 MWth (mega watt termic). Acestea sunt supuse unor reglementări specifice care stabilesc ratele de evacuare, în special în ceea ce privește SO 2 .
În post-combustie, acest proces își propune să reacționeze varul sub formă de lapte de var sau var hidratat cu gazele de ardere. Reacțiile chimice implicate sunt următoarele:
SO 2 + CaCO 3 + ½ H 2 O → CaSO 3 , ½ H 2 O + CO 2
CaSO 3 , ½ H 2 O + 3/2 H 2 O + ½ O 2 → CaSO 4 , 2 H 2 O
Principalul produs secundar al acestui proces este un gips sintetic care poate fi apoi recuperat pentru a face tencuieli speciale, în special tari.
Aceste reacții chimice sunt optimizate atunci când mediul reactiv se oxidează, adică are o cantitate mare de O 2 . Pe de altă parte, în funcție de tipul de var utilizat, temperaturile optime de reacție pot varia (între 130 ° C și 900 ° C ). Varul spune suprafața mare , au un volum semnificativ al porilor în comparație cu var numit clasic. S-ar părea că calitatea reacției chimice depinde liniar de acest volum de pori, dar cunoștințele în acest domeniu rămân insuficiente pentru moment.
La anumite instalații de ardere, mai multe puncte de injectare a varului sunt utilizate în diferite etape ale procesului de ardere, ceea ce face posibilă profitarea diferitelor intervale de temperatură optimă pentru reacția chimică. Folosirea unui filtru sac crește randamentul desulfurării prin creșterea timpului de contact între var particulele și gazele care conțin SO 2 . Supradozajul necesar (raport molar Ca / S între 2 și 8 în funcție de varul utilizat, calitatea procesului de desulfurare, concentrația produsului și ratele de emisie țintă).
Tratarea gazelor cu amine utilizează o amină ca un solvent pentru absorbție chimică. El a folosit mai întâi (industrial din 1957 în Lacq ) „DEA” sau Dietanolamină , o moleculă din familia s, apoi „MDEA” sau metil-dietanolamină , așa-numita amină selectivă , apoi „MDEA activată”. O combinație dintre un solvent fizic și o amină (desfășurată din 2008 la uzina Lacq) poate extrage gaze din mercaptani , hidrogen sulfurat și dioxid de carbon.
Desulfurarea se referă și la reducerea în amonte a conținutului de sulf al combustibililor fosili (procesul de îndulcire a gazelor). Într-adevăr, o cantitate tot mai mare de sulf, sub formă de H 2 Sîn principal, provine din extracția anumitor gaze. Acesta este de exemplu cazul gazului Lacq din sud-vestul Franței (compus din două gaze acidifiante - 10% CO 2și 16% hidrogen sulfurat - acesta din urmă fiind toxic și coroziv); sau gazul Elgin-Franklin din Marea Nordului. Aceste două gaze sunt denumite de către vorbitorii de limbă engleză gaz acru și acid .
Procesul folosește, în general, tehnica hidrotratării : este o reacție chimică al cărei scop este de a substitui atomii de hidrogen cu atomii de sulf la presiune și temperatură ridicate.
Tratarea gazelor cu amine a fost utilizat industrial în Lacq din 1957 . El folosește mai întâi „DEA” sau Dietanolamină , o moleculă din familia aminelor , apoi „MDEA” sau metil-dietanolamină , așa-numita amină selectivă , apoi „MDEA activat”, un solvent de sulf utilizat din 1990 în Lacq. Din 2008 , o formulare hibridă compusă dintr-un solvent fizic și o amină captează mercaptani , hidrogen sulfurat și dioxid de carbon.
Hidrogenul sulfurat este una dintre cele mai comune contaminanți de biogaz brut ieșire digestor , cu note de la 0 la 4000 ppm în volum. Desulfurarea se realizează cel mai adesea folosind cărbune activ . Este necesar înainte de operația de recuperare a biogazului (producerea de energie electrică sau canalizare în biometan ). Alte metode includ precipitarea sulfului în digestor și oxidarea biologică sau chimică.