Traitement des rejets de dioxyde de soufre

Réglementation

Arrêté du 2 février 1998 relatif aux émissions de toute nature des installations classées soumises à autorisation, pour la protection de l'environnement précise:
Art. 27. - Sous réserve des dispositions particulières à certaines activités prévues par l'article 30 , les effluents gazeux respectent les valeurs limites suivantes selon le flux horaire maximal autorisé :
- 3° Oxydes de soufre (exprimés en dioxyde de soufre) : si le flux horaire est supérieur à 25 kg/h, la valeur limite de concentration est de 300 mg/m3 pour le cas général mais 500mg/m3 pour les cokeries.

Pour les fabrications d'oxyde de Titane, la valeur limite pour les rejets d'oxydes de soufre est de :
- 10 kg d'équivalent SO2 par tonne de dioxyde de titane produite pour les unités de digestion et de calcination
- et 500 mg/m3 d'équivalent SO2 pour les unités de concentration de déchets acides.
De plus, des dispositifs permettant de supprimer l'émission de vésicules acides sont installés et les installations de grillage des sels produits par le traitement des déchets sont équipées selon la meilleure technologie disponible en vue de réduire les émissions d'oxydes de soufre.

Pour les raffineries neuves de produits pétroliers, le rejet total d'oxydes de soufre ne doit pas dépasser le flux journalier correspondant à un rejet au taux moyen de 1 000 mg/m3 (exprimé en SO2) sur la plate-forme pétrolière, sans préjudice de l'application de l'arrêté ministériel du 27 juin 1990 relatif aux grandes installations de combustion.
Pour les raffineries existantes de produits pétroliers et leurs extensions, le rejet total d'oxydes de soufre ne doit pas dépasser le flux journalier correspondant à un rejet au taux moyen de 1 700 mg/m3 (exprimé en SO2) sur la plate-forme pétrolière.

Pour les unités de régénération d'acide sulfurique:
- si la teneur en SO2 à l'entrée est supérieure à 8 %, le taux de conversion est d'au moins 99 % et la valeur limite de flux spécifique est 7 kg/tonne
- si la teneur en SO2 à l'entrée est inférieure à 8 %, le taux de conversion est d'au moins 98 % et la valeur limite de flux spécifique est de 13 kg/tonne.

Pour les fabrication et régénération de dioxyde, trioxyde de soufre et oléum:
- le taux de conversion est d'au moins 99,6 % lorsque la teneur en SO2 à l'entrée est supérieure à 8 %.
- la valeur limite de flux spécifique pour la moyenne des rejets d'oxydes de soufre et d'acide sulfurique, exprimés en SO2, est de 2,6 kg/tonne produite d'acide sulfurique (100 %) ou d'équivalent acide 100 % pour l'oléum ou l'anhydride sulfurique.

Pour les installations de sidérurgie, quel que soit le flux horaire, la valeur limite de concentration de rejet en oxydes de soufre est inférieure à 750 mg/m3.

Pour les installations de combustion non visées par l'arrêté du 20 juin 1975 modifié ni par l'arrêté du 27 juin 1990, les dispositions du 3° de l'article 27 sont remplacées par les dispositions suivantes :
- Dans le cas d'un combustible liquide, la valeur limite de concentration pour les rejets d'oxydes de soufre (exprimés en dioxyde de soufre) est de 3 400 mg/m3.
- Dans le cas des fours, l'arrêté préfectoral d'autorisation tient compte de l'éventuelle rétention du soufre par les produits traités.
- Dans le cas d'installations consommant, simultanément ou séparément, plusieurs combustibles, l'arrêté d'autorisation fixe une valeur limite pour chaque utilisation. Si des combustibles sont consommés simultanément, la valeur limite correspond au combustible auquel s'applique individuellement la plus grande valeur limite.

La hauteur de la cheminée émettant des oxydes de soufre, qui ne peut être inférieure à 10m, sera fixée à la lumière d'une étude de dispersion des polluants gazeux obligatoire dès lors que le rejet dépasse 200kg/h d'oxydes de soufre, ou bien que l'installation est située dans une vallée encaissée, ou encore si un immeuble de plus de 28m de haut est à proximité.

Une mesure permanente du débit d'oxyde de soufre émis doit être réalisée si celui-ci dépasse 150kg/h, et une surveillance de la qualité de l'air doit être assurée si le rejet d'oxyde de soufre est supérieur à 200kg/h.

Origine des émissions

La production d'énergie par combustion de charbon, fuel ou gaz naturel est la principale source d'émission de dioxyde de soufre dans l'atmosphère.
Les rejets en SO2 de ce secteur sont issus de la combustion des produits dont la teneur en soufre varie suivant la nature et l'origine :
- 10 à 20 mg/m3 pour le gaz naturel soit 0,2 à 0,4 mg/MJ
- 0,4 à 5 % en masse pour les charbons soit 0,14 à 2 g/MJ
- 0,2 à 4 % en masse pour les fuel-oil soit 0,07 à 0,9 g/MJ

Certains procédés de chimie minérale dont:
- la production d'acide sulfurique qui peut rejeter des gaz de queue de process contiennent des quantités variables de SO2 qui n'a pas été converti en SO3
- la production d'oxyde de titane qui procède par attaque du minerai à l'acide sulfurique et calcination d'un sulfate

L'incinération d'effluents sulfureux odorants comme en papeterie.

Méthodes d'élimination

Les solutions actuellement adoptées dans l'industrie se rangent dans deux catégories:
- captation:
Le dioxyde de soufre est mis en contact avec un réactif qui le fixera en solution aqueuse ou sous une forme solide.
Le réactif le plus couramment employé est la chaux sous forme de lait ou sous forme de poudre.
Une solution de soude, plus douteuse mais plus facile d'emploi est parfois utilisée.
- conversion
Le dioxyde de soufre qui est naturellement gazeux et peu utile, peut être avantageusement converti en anhydride sulfurique (SO3), naturellement liquide aux conditions ambiantes et facilement valorisable en acide sulfurique.
Cette conversion est opérée sur un catalyseur (procédé Sulfacid de Lurgi)

- Procédé Scott pour unité de traitement des gaz de queue des unités
Claus.
- Procédé Clauspol.