L'ESP filtre la poussière de la fumée du catcracker

Un capteur de poussière qui mérite d'être vu

Non loin de l'entrée de la raffinerie d'Anvers, une construction de couleur métallique est apparue l'an dernier. Ce tout nouveau Electrostatic Precipitator (ESP) mesure dix-huit mètres de haut et sert de capteur de poussières géant. Un système ingénieux filtre la fine poudre de la fumée produite par le craqueur catalytique (catcracker). L'ESP fonctionne depuis le mois de décembre, juste à temps avant l'entrée en vigueur de la nouvelle norme sur les émissions dans la Région Flamande en 2005.

TEXTE: ROB VISSERS | PHOTOS: KEES STUIP

"La pollution de l'air par de la fine poussière d'un diamètre d'un centième de millimètre ou moins est devenue un thème environnemental important", nous explique Georges de Caluwé, coordinateur environnemental à la raffinerie d'Anvers. "Cela n'a rien d'étonnant vu les effets nocifs que cela peut avoir sur la santé humaine. Contrairement à la grosse poussière, les fines particules peuvent pénétrer au plus profond de nos poumons. Cette fine poudre a comme désavantage supplémentaire qu'elle reste plus longtemps dans l'atmosphère et qu'elle ne retombe pas dans les environs de son lieu d'émission. Ces deux raisons ont motivé les autorités à renforcer les normes entre autres des craqueurs catalytiques. Dès que nous avons appris cette mesure, il était prioritaire pour nous d'y répondre."

Des cyclones | Dans la raffinerie, il s'agit de la poudre ultra fine du catalyseur qui est utilisée pour les réactions de craquage chimique dans le craqueur catalytique. La couleur de cette poudre se manifeste par le dépôt blanc caractéristique sur la cheminée du craqueur catalytique. "La quantité autorisée de poudre qui se libère est actuellement de 50 milligrammes par mètre cube. C'est six fois moins que l'ancienne norme", raconte Georges De Caluwé. "Dans la raffinerie, nous étions déjà arrivés à des émissions de 100 à 150 milligrammes, le double de la nouvelle norme. Pour arriver aux 50 milligrammes, nous devions trouver une nouvelle manière de filtrer. L'ancienne méthode avec les cyclones ne pouvait pas atteindre ce niveau. Ils fonctionnaient selon un principe simple. Les gaz de fumée étaient conduits par une sorte de colimaçon. Le mélange de poussière et de fumée arrivait ainsi dans un tourbillon. Sous l'influence de la force centrifuge, la poussière était projetée sur la paroi intérieure du colimaçon, ce qui faisait diminuer sa vitesse et la faisait tomber."

Georges de Caluwé Coordinateur Environnemental à la raffinerie d'Anvers.

Les transformateurs et le système de martellement se trouvent sur le toit de l'ESP.

De la poussière lente | La technique ESP utilise un autre principe. La fumée du craqueur catalytique est conduite dans l'EPS via des conduites de la taille d'un homme. L'EPS est une sorte d'armoire de dix-huit mètres de haut, dix mètres de long et huit mètres de large. "Comparez-le à une petite rivière qui se jette dans la mer", explique Georges De Caluwé. "Etant donné qu'il y a plus de place, la fumée se répand et sa vitesse diminue. Cette lenteur est nécessaire pour que la machine effectue son travail: charger les particules d'électricité statique. Plus la poussière reste longtemps dans l'espace, plus le rendement est élevé.

La poussière se déplace le long d'électrodes sous haute tension et est ainsi chargée électriquement. Si on pouvait regarder à l'intérieur, on verrait une multitude de petites étincelles. Ces particules tourbillonnent le long de tôles métalliques qui sont également chargées d'électricité statique et qui attirent donc les particules. Ces tôles reçoivent régulièrement de petits coups de marteaux commandés automatiquement qui font tomber les particules de poussière dans un silo sous l'ESP. Elles sont ensuite évacuées par camion. Actuellement, les camions ramènent le matériel chez le fournisseur d'origine, afin qu'il puisse réutiliser la poudre de catalyseur. Jusqu'au début des années nonante, la poudre ainsi récupérée était apportée à la décharge."

Mesurer, c'est savoir | Afin de mesurer la quantité de poussière réellement récupérée, un appareil d'analyse a été placé dans la cheminée afin de mesurer les émissions restantes sur base de la réfraction de lumière. "Cela semble plus compliqué que ce ne l'est", dit Georges De Caluwé. "Un rayon de lumière est envoyé d'un côté à l'autre de la cheminée. La lumière heurte les particules de poussière présentes. Plus il y a de poussière, plus la lumière est diffusée. De cette manière, la diffusion de lumière est une mesure pour la teneur en poussière de la fumée. Cela nous permet de comparer les émissions réelles à la norme environnementale. Sur base des premières mesures, nous pensons que les émissions actuelles sont largement inférieures à la norme préconisée, mais il est encore trop tôt pour en tirer des conclusions. Nous ne sommes opérationnels que depuis la mi-décembre et l'appareil d'analyse doit encore être calibré sur base de mesures de contrôle."

L'expertise | Tout le projet a duré deux ans, de la conception à la mise en service. "Une année a été consacrée à la préparation et une autre année à la construction", raconte Wim Luyten, qui a dirigé le projet de récupération de poussière. "Pour mener le projet à bien, nous avions besoin de la collaboration de plusieurs disciplines. Nous avons trouvé l'expertise nécessaire à cet effet au sein d'ExxonMobil ou chez des entreprises qui nous fournissent régulièrement des services. Les ingénieurs d'AlphaUNEC ont par exemple trouvé la solution pour la fondation pour laquelle nous avons utilisé des pieux de quinze mètres.
D'autres experts se sont penchés sur l'approvisionnement en électricité de l'installation, qui s'élève à 30.000 volts. Le projet en soi est pour moi un exemple de la globalisation actuelle. Pour les matériaux nécessaires, nous avons fait appel à des fournisseurs venant des pays les plus divers. Les vannes de contrôle viennent d'Italie, l'acier de Roumanie et les tôles de récupération de la poussière d'Inde."

<Je suis persuadé que nous pourrons présenter de beaux chiffres dans le rapport environnemental pour les autorités.>

L'avant de la nouvelle installation d'évacuation de poussière.

Wim Luyten, Project Engineer.

La motivation | Au total, un groupe de quinze collaborateurs ExxonMobil ont participé à l'une ou l'autre phase du projet. "Il a été fort agréable de collaborer à un projet d'une telle envergure et de pouvoir y participer du début jusqu'à la fin tout en tenant compte de la date de fourniture très stricte à respecter", estime Wim Luyten. "Cela a créé un stimulant supplémentaire et une grande motivation de réussite. Un des avantages est que les personnes qui ont construit l'ESP l'utilisent actuellement. Elles connaissaient l'appareil à fond avant sa mise en service."
Georges de Caluwé ajoute: "Je pense que l'ESP contribue à l'image positive de la raffinerie. Pour la première fois, les mesures environnementales que nous réalisons pour diminuer la pollution de l'air sont réellement visibles. On ne voit quasi plus rien de l'ancienne fumée blanche. L'importance de cette réalisation pour l'environnement sera connue au courant de l'année. Les résultats de notre étude figureront dans le rapport environnemental pour les autorités. Je suis persuadé que nous pourrons présenter de beaux chiffres."