Systèmes de surveillance des émissions : mesure et gestion des émissions industrielles
Un système de système de surveillance des émissions (CEMS) sert à mesurer et à surveiller en continu les gaz rejetés par les processus de combustion et les procédés industriels. Un système de surveillance des émissions CEMS peut mesurer des gaz tels que l’oxygène (O₂), le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO₂), fournissant ainsi des informations précieuses sur les performances de combustion et les émissions.
Les systèmes de surveillance des émissions sont également utilisés pour aider les installations à vérifier leur conformité aux réglementations applicables en matière de qualité de l'air et aux limites d'émissions autorisées. Selon l'application, un système de surveillance CEMS peut collecter, enregistrer et communiquer en continu des données sur les émissions à des fins de conformité réglementaire, de surveillance des processus, d'optimisation de la combustion et de reporting environnemental.
Que mesure un système de surveillance des émissions CEMS ?
A système de surveillance des émissions CEMS peut être configuré pour mesurer différents gaz et autres paramètres en fonction du processus industriel et des exigences réglementaires. Les émissions couramment surveillées comprennent :
Dioxyde de soufre (SO₂)
Oxydes d'azote (NOₓ)
Monoxyde de carbone (CO)
Dioxyde de carbone (CO₂)
L'oxygène (O₂)
Chlorure d'hydrogène (HCl)
Sulfure d'hydrogène (H₂S)
Mercure
Composés organiques volatils (COV)
Particules en suspension
Certains systèmes de surveillance des émissions permettent également de mesurer des paramètres tels que le débit des gaz de cheminée, l'humidité, la température et l'opacité. Les mesures spécifiques requises dépendent de l'installation, du procédé de combustion, des polluants soumis à réglementation et des exigences applicables prévues par l'autorisation.
Surveillance des émissions industrielles par le réseau CEMS
Les systèmes de surveillance CEMS sont couramment utilisés dans les installations industrielles où des informations en continu sur les émissions des cheminées ou des procédés sont nécessaires. Plutôt que de procéder à des mesures manuelles ponctuelles, un système de surveillance continue des émissions permet de collecter des données à intervalles réguliers et de tenir un registre permanent des émissions.
Un CEMS type se compose d’une sonde de prélèvement, d’un filtre, d’une conduite d’échantillonnage ou d’un cordon ombilical, d’un système de conditionnement des gaz, d’un système de gaz d’étalonnage et d’un ou plusieurs analyseurs de gaz. Ensemble, ces composants permettent au système de prélever un échantillon de gaz représentatif, de le préparer en vue de l’analyse, de mesurer les gaz requis et d’enregistrer les données obtenues.
Un système d'acquisition et de traitement des données (DAHS) permet de collecter et de stocker les mesures provenant des analyseurs, ainsi que d'effectuer les calculs nécessaires à la déclaration et à la surveillance des émissions.
Le sulfure d'hydrogène (H₂S) dans la surveillance des émissions
Le sulfure d'hydrogène (H₂S) est un gaz dont il convient de tenir compte dans certains systèmes de surveillance des émissions industrielles. L'H₂S est un gaz incolore à l'odeur caractéristique qui peut être associé à des procédés impliquant des combustibles soufrés, le biogaz, le traitement des eaux usées, le raffinage du pétrole et d'autres applications industrielles.
La surveillance du H₂S peut aider les installations à évaluer les conditions de fonctionnement, à identifier les émissions potentielles et à maintenir des mesures de contrôle appropriées en matière d'environnement et de sécurité au travail. La mesure du H₂S peut s'avérer particulièrement importante dans les applications où des composés soufrés sont présents dans le gaz de procédé ou dans les effluents.
Le choix de l'analyseur de H₂S et de la méthode de mesure appropriés dépend de la plage de concentration, de la composition du gaz, de la température, de l'humidité et d'autres caractéristiques propres à l'application.
Comment fonctionne un système de surveillance continue des émissions ?
Un système classique de surveillance continue des émissions prélève un petit échantillon de gaz d'échappement ou de gaz de procédé à l'aide d'une sonde de prélèvement. Une pompe achemine l'échantillon à travers le CEMS en vue de son conditionnement et de son analyse.
Les installations qui brûlent des combustibles fossiles ou d'autres matières peuvent recourir à des systèmes d'échantillonnage par extraction. Selon l'application, l'échantillon peut être dilué avec de l'air propre et sec afin de réduire les effets des températures élevées, de l'humidité et des composants susceptibles d'introduire des interférences.
Une fois l'échantillon conditionné, il est acheminé par la conduite d'échantillonnage vers les analyseurs de gaz. Les différents analyseurs utilisent des technologies de mesure variées en fonction du gaz à analyser et du niveau de précision requis.
Technologies d'analyse des gaz utilisées dans les systèmes CEMS
A système de surveillance CEMS peut recourir à plusieurs technologies d’analyse différentes pour mesurer les concentrations de gaz. Le choix de la technologie appropriée dépend du gaz cible et des exigences de l’application.
Parmi les méthodes courantes d'analyse des gaz, on peut citer l'absorption dans l'infrarouge, l'absorption dans l'ultraviolet, la chimiluminescence, la fluorescence et l'absorption des rayons bêta pour certaines mesures.
L'analyse par infrarouge, par exemple, peut être utilisée pour les gaz qui absorbent le rayonnement infrarouge, tandis que la chimiluminescence est généralement associée aux mesures d'oxydes d'azote. Les différentes technologies offrent des avantages variés en fonction des gaz à surveiller et des conditions du flux d'échantillon.
Échantillonnage des émissions et traitement des gaz dans le cadre du CEMS
La précision de la surveillance des émissions par un système CEMS repose sur le prélèvement d'un échantillon représentatif et sur son acheminement vers l'analyseur sans altération de sa composition. Le système d'échantillonnage joue donc un rôle essentiel dans la performance globale de la mesure.
Un système CEMS peut comprendre des filtres, des pompes, des conduites d'échantillonnage chauffées, des dispositifs de déshumidification, des équipements de dilution et d'autres composants de conditionnement. Ces composants contribuent à protéger les analyseurs et à réduire les interférences potentielles causées par la vapeur d'eau, les particules, la condensation ou d'autres substances présentes dans les gaz d'échappement.
Un conditionnement adéquat des échantillons revêt une importance particulière lors de la surveillance des flux d'échappement chauds, humides, corrosifs ou chargés de particules.
Collecte de données et déclaration des émissions
Le système d'acquisition et de traitement des données constitue un élément important d'un système de surveillance des émissions. Il reçoit les informations de mesure provenant des analyseurs de gaz et stocke les données ainsi obtenues en vue de leur analyse et de la rédaction de rapports.
Selon la configuration, le logiciel CEMS peut calculer les concentrations d'émissions, corriger les mesures en fonction de paramètres tels que la teneur en oxygène ou l'humidité, surveiller les conditions de fonctionnement et générer des rapports.
La collecte continue de données permet aux opérateurs d'identifier les variations au niveau des émissions et des performances de combustion, tout en conservant les registres requis par la réglementation en vigueur.
Choisir un système de surveillance des émissions
Choisir le bon système de surveillance des émissions dépend de l'application, des gaz à mesurer, des plages de mesure requises, des conditions d'échantillonnage et des exigences réglementaires. Un système conçu pour des gaz de combustion relativement propres peut présenter des exigences très différentes de celles d'un système utilisé avec un flux de processus chaud, humide, corrosif ou riche en particules.
MRU Instruments propose des équipements d’analyse des gaz et de mesure des émissions destinés à diverses applications industrielles. Lors de l’évaluation d’un solution de surveillance des émissions CEMS , il convient de prendre en compte les gaz à mesurer, les concentrations attendues, les conditions d'échantillonnage, la précision requise, ainsi que le choix entre des mesures en continu ou périodiques.
Un système de surveillance continue des émissions correctement configuré peut fournir des informations précieuses pour le contrôle de la combustion, l'optimisation des procédés, la surveillance environnementale et la conformité aux normes d'émissions.
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