économie circulaire, recherche, déchets, appels d'offre, environnement

 

DEVENIR DU MERCURE EN INCINERATION - Etat de l'art et retours d'expérience FATE OF MERCURY IN INCINERATION - State of the Art and feedback

Rapport issu du projet collaboratif MIMOSA
Juillet 2017 – Juillet 2019

MIMOSA

Auteur : RECORD (G. Antonini, B. Couffignal)
Partenaires du projet : CME Environnement, DURAG France, EIFFAGE ENERGIE SYSTEMES - SECAUTO, IMT Mines Albi – Carmaux, RECORD, SÉCHÉ Environnement (coordinateur), SUEZ

Projet soutenu par l’ADEME – Programme CORTEA

Ademe CORTEA

  MIMOSA


MIMOSA rapport


Présentation du projet MIMOSA

Presentation of MIMOSA project

Devenir du mercure en incinération : métrologie, spéciations et impact sur l’efficacité d’abattement

Historique :

Une étude publiée en 2014 par le réseau RECORD a montré que les processus associés au devenir du mercure (Hg) dans la filière de traitement thermique des déchets, notamment par incinération, restaient souvent non élucidés.

D’où une candidature à l’appel à projet R&D CORTEA de l’Ademe.

Démarrage du projet : Juillet 2017.

Objectif :

Meilleure compréhension de l’occurrence des variations erratiques de la teneur en Hg dans les fumées de combustion afin d’en assurer une meilleure maitrise et efficacité d’abattement avant rejet à l’atmosphère.

Mercury in Incineration: challenges for coming years. Metrology, Speciation and Impact on the FGT strategy

History:

A study published in 2014 by the RECORD network showed that the processes associated with the fate of mercury (Hg) in the waste heat treatment sector, in particular by incineration, often remained unclear.

Response to the call for R&D projects co-financed by ADEME (French environmental Agency).

Start of the project: July 2017.

Main objective:

Better understanding of the occurrence of erratic variations in Hg content in combustion fumes to ensure better control and abatement efficiency before release to the atmosphere.


ALCEA

Les partenaires :

MIMOSA

Résumé :

Une étude publiée en 2014 par l’Association RECORD a montré que les processus associés au devenir du mercure (Hg) dans la filière de traitement thermique des déchets par incinération, restaient souvent non élucidés. En particulier, de nombreuses zones d’ombre concernant l’évolution de la spéciation du mercure selon les compartiments de l’Unité de Valorisation Energétique (UVE), en relation avec les rôles respectifs de la température, du taux d’oxygène et des molécules présentes sont encore mal compris. Avec l’objectif de pallier ces difficultés et de mieux comprendre l’occurrence des variations erratiques de la teneur en Hg dans les fumées de combustion, le Consortium ci-dessus constitué a donc décidé de mettre en œuvre un programme de recherche, répondant à l’acronyme MIMOSA, afin d’assurer une meilleure maitrise et efficacité d’abattement du mercure avant rejet à l’atmosphère.

Les travaux concernés, soutenus par l’ADEME au travers du programme CORTEA (Connaissances, Réduction à la source et Traitement des Émissions dans l'Air), ont été menés dans le cadre d’une expérimentation à caractère industriel sur le site Alcéa de Nantes Métropole exploité par Séché Environnement. Après une actualisation des connaissances scientifiques et techniques via la réalisation d’un état de l’art, les travaux ont consisté à réaliser des mesures fiables en continu à 3 points de l’UVE des espèces mercurielles en présence, ceci en couplage à une analyse en continu par infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) aux mêmes points des paramètres O2, NOx, HCl, H2O et SO2 afin de connaître les conditions physico-chimiques opératoires nécessaires à la maitrise environnementale du mercure.

Les données recueillies ont ainsi permis de déterminer les paramètres de fonctionnement et de conduite de l’UVE pour respecter la future valeur limite d’émission (VLE) imposée par la révision du BREF Incinération applicable au 1er janvier 2023. Cette étude a contribué également au développement de connaissances sur les différentes formes de mercure au cours du processus de traitement thermique des déchets. Les mécanismes de transformation du mercure ont de fait été explicités en lien avec les conditions thermodynamiques locales, de même, une modélisation thermochimique a été utilisée pour corréler les données acquises en lien avec les hypothèses initiales. Le programme MIMOSA a évalué par ailleurs les phénomènes de captation du mercure lors du traitement des fumées.

Abstract:

A study published in 2014 by the RECORD Association showed that the processes associated with the fate of mercury (Hg) in the thermal treatment of waste by incineration remained unclear. The behavior of mercury species in various compartments of a Waste to Energy plant (WtE), in relation to the respective roles of temperature, oxygen content and molecules present are still poorly understood. The objective of the MIMOSA (Mercury in Incineration: MetrolOgy, Speciation & Impact on efficiency & Abatement) project aimed at overcoming these difficulties and better understand and explain the occurrence of erratic variations in the Hg content in combustion fumes. This should help to bring new insights for a better control, monitoring and mercury abatement efficiency before exhaust into the atmosphere of the fumes.

This work supported by ADEME under the CORTEA program (Knowledge, Reduction at Source and Treatment of Emissions in Air), was carried out as part of an industrial experiment on the Alcéa site of Nantes Métropole operated by Séché Environnement. After an update of scientific and technical knowledge through the realization of a state of the art, it consisted in making reliable Mercury monitoring and speciation at 3 defined points of the WtE coupled with a continuous analysis using a Fourier transform infrared (FTIR) while acquiring at those measurements points O2, NOx, HCl, H2O and SO2 concentrations as well. The aim being to determine the suitable operating conditions for an efficient environmental control of mercury emissions.

The data collected made possible the determination of operating and driving parameters of the WtE to meet the future emission limit value (ELV) imposed by the revision of the BREF Incineration applicable on January 1, 2023. This study also contributed to the development of knowledge on speciation of mercury during the heat treatment process of waste. The insights on the transformation mechanisms of mercury have been explained in relation with thermodynamic conditions. An outstanding modeling approach has been used to correlate the field data acquired with the assumptions made for modeling. The MIMOSA program also evaluated mercury uptake phenomena during flue gas treatment.