Positionnement parmi les grands combustibles

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SOMMAIRE
¢ Contexte de l'étude
¢ La démarche d'Aliapur
¢ Protocole d'échantillonnage
¢ Méthodes d'analyse
¢ Résultats - valeurs de référence
¢ Conclusion
Copyright Aliapur 2009
CONTEXTE
¢ Les PUNR sont utilisés en cimenterie
de longue date (élimination +
récupération du pouvoir calorifique)
â des connaissances empiriques concernant :
§ leur potentiel énergétique,
§ leur impact environnemental (émissions
sans conséquences sur les systèmes
de traitement des fumées).
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CONTEXTE
¢ 2003 : création d'ALIAPUR è structuration de la filière
accessibilité à des volumes importants et garantis,
˜ standardisation des livraisons (format, qualité de coupe, nature),
˜ gestion des PUNR comme une véritable matière première.
â évolution d'un système aléatoire vers un système contrôlé.
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˜
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CONTEXTE
¢ 2005 : entrée en vigueur
du protocole de Kyoto,
mise en application du PNAQ
les émissions de CO2 issues
de la combustion de la biomasse
sont exonérées de taxes.
â intérêt économique de la
fraction biomasse* des PUNR.
˜
* caoutchouc naturel + rayonne + acide stéarique.
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CONTEXTE
¢ Pour pouvoir recourir aux PUNR à plus grande échelle,
les industriels doivent disposer de données :
˜
˜
˜
fiables,
mesurées sur les produits livrés,
homologuées dans le cadre du Plan d'Utilisation des Quotas.
â 2005 : Aliapur entreprend une démarche de positionnement
des PUNR parmi les combustibles solides traditionnels.
Charbon
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Coke de pétrole
Broyats PUNR
LA DEMARCHE D'ALIAPUR
¢ 3 ans de travaux
en partenariat
avec des prestataires
reconnus : BRGM, SGS, CTTM,
BETA, LRCPP, STRATENE.
BETA (Florida)
¢ La mise en œuvre de compétences
diversifiées et complémentaires en :
˜
˜
˜
˜
˜
recherches géologiques et minières,
méthodes d’échantillonnage,
traitements de laboratoire,
suivi et contrôle de production,
études environnementales…
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SGS (Paris)
LRCPP (Vitry)
CTTM (Le Mans)
BRGM (Orléans)
STRATENE (Lyon)
LA DEMARCHE D'ALIAPUR
¢ Produits analysés :
˜
˜
broyats issus de lots VL,
broyats issus de lots PL.
SITES DE PRÉLÈVEMENT
¢ Paramètres étudiés :
˜
˜
˜
˜
PCI, % carbone,
teneur en hydrogène, oxygène, azote,
teneur en soufre, chlore, fluor, brome,
teneur en 10 éléments majeurs
Trigone
60 t
(Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, Si, Ti, et Zn),
˜
teneur en 16 éléments mineurs
(Al, As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Tl, V),
˜
évaluation de la fraction biomasse.
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Norvalo
2 500 t
Henry Recyclage
1 550 t
Gilles Henry
50 t
Granulatex
250 t
Eurec Environnement
25 t
Eurec
250 t
Ecoval
2 300 t
PROTOCOLE D'ECHANTILLONNAGE – LES CONTRAINTES
¢ La représentativité des échantillons par rapport au volume
important de PUNR utilisé (0,12 t pour produire 1t de clinker)
â l'échantillon étudié doit être représentatif de l’hétérogénéité des
PNUR constituant une semaine de livraison, une campagne de
production ou la cargaison d'une barge…
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PROTOCOLE D'ECHANTILLONNAGE – LES CONTRAINTES
¢ La représentativité des échantillons
en terme de structure
PUNR = composites de composites
(élastomères + métaux + fibres
textiles)
è forte hétérogénéité de composition
à l'échelle microscopique.
˜
â l'échantillon étudié (1mg) doit être
représentatif de l'hétérogénéité
microscopique des PUNR.
1. Feuille d'un caoutchouc
synthétique très étanche à l'air
2. Nappe-carcasse.
3. Bourrage zone basse
4. Tringles
5. Flancs
6. Nappes-sommets
7. Bande de roulement
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PROTOCOLE D'ECHANTILLONNAGE - LA METHODE
¢ Des précautions particulières à chaque étape du prélèvement
et de la préparation avant analyse
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METHODES D'ANALYSE
¢ Des méthodes d'analyse adaptées
aux différentes phases des PUNR
(élastomères, textiles, métal).
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â La définition par ALIAPUR
d’un protocole d'analyse complet
reconnu par le groupe de travail
CEN/TC 343 et intégré
à son programme de rédaction
des normes européennes.
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METHODES D'ANALYSE
¢ Cas particulier de la biomasse
Des méthodes de détermination
de la part de caoutchouc naturel
jusqu’à présent inadaptées aux
matériaux recyclés,
â manque de fiabilité, nombreux biais
et résultats fluctuants
˜
â L’utilisation innovante par Aliapur
d’une méthode originale et sûre,
reconnue aux USA, s'appuyant sur
la mesure du ratio C14/C12 (carbone
fossile / carbone naturel)*
*(méthode ADTMD 6866 – 08)
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LES RESULTATS - VALEURS DE REFERENCE
¢ Une grande stabilité des paramètres mesurés
PUNR VL
PUNR PL
Min
Max
Moyenne
Min
Max
Moyenne
29,5
30,6
30,2
26,1
26,7
26,4
Carbone
67.5%
70,1%
69,0%
59.7%
62.6%
61,1%
Biomasse
17,0%
20,3%
18.3%
28.6%
29.7%
29,1%
Soufre
1,2%
1,4%
1,3%
1,2%
1,6%
1,4%
Fer
11,0%
12,0%
11,5%
25,0%
27,0%
26,0%
Hydrogène
6,0%
6,3%
6,2%
5,3%
5,6%
5,5%
Oxygène
3,3%
3,8%
3,5%
1,5%
2,2%
1,8%
Silice
1,5%
1,9%
1,7%
0,3%
0,5%
0,4%
Zinc
1,3%
1,5%
1,4%
1,3%
1,8%
1,5%
PCI (MJ/kg)
â En dépit de leur hétérogénéité de constitution à l’échelle
microscopique les PUNR constituent un produit homogène
à l'utilisation.
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LES RESULTATS - VALEURS DE REFERENCE
¢ Un pouvoir calorifique élevé comparable à celui du charbon
et du coke
PCI (MJ/kg)
Carbone
PUNR VL
PUNR PL
Charbon
Coke de pétrole
30,2
26,4
26,0
32,0
69,0%
61,1%
64,0% - 68,0%
84,0% - 97,0%
¢ Evolution du pétrole brut à New York
Prix du baril ($us)
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LES RESULTATS - VALEURS DE REFERENCE
¢ Un faible taux de soufre sans conséquence sur le traitement
des fumées
Soufre
PUNR VL
PUNR PL
Charbon
Coke de pétrole
1,3%
1,4%
1,3%
0,2% - 6,0%
¢ Des produits sensibles à l'état de traces
VL
PL
Nickel (Ni),
0,002%
0,002 à 0,003 %
Vanadium (V)
< 0,0007 %
< 0,0007 %
Mercure (Hg)
< 0,0003 %
< 0,0003 %
Brome (Br)
0,02 % à 0,03%
0,04 à 0,06%
Chlore (Cl)
0,02 % à 0,03%
0,01 à 0,04%
Fluor (Fl)
< 0,002 %
< 0,002 %
HALOGENES
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LES RESULTATS - VALEURS DE REFERENCE
¢Une réduction significative des taxes sur les émissions de CO2
liées à la combustion grâce à la fraction biomasse
FE
t CO2 /TJ
t CO2 /t
PUNR VL
PUNR PL
59
1,8
43
1,1
Charbon
90-95*
2,5
Coke de pétrole
96*-110
3,1
* pour le charbon et le coke, valeurs de l'arrêté du 31/03/2008
è pour production 1t de clinker
Mix combustible
Flux de combustible
100% coke de pétrole
100% charbon
0,10 t coke
0,13 t charbon
Emissions
CO2 / t clinker
314 kg
317 kg
100% pneus VL
0,11 t PUNR VL
194 kg
100% pneus PL
100% PUNR
(70% VL + 30% PL)
50% coke +
50% PUNR VL
0,12 t PUNR PL
142 kg
-38%
-55%
0,11 t pneus
174 kg
-45%
0,05 t coke + 0,05 t PUNR VL
255 kg
-19%
Réduction*
* par rapport à la valeur moyenne pour 100% coke ou 100% charbon
â soit, à 15€/t de CO2 et pour une utilisation de PUNR à hauteur
de 50%, une économie de 0,88€/t de clinker produite.
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CONCLUSION
¢ Grâce aux travaux menés par ALIAPUR, les industriels
et les instances administratives disposent désormais
de données mesurées et fiables pour :
˜
˜
˜
utiliser les PUNR dans les meilleures conditions de sécurité
et de rentabilité,
valoriser leur fraction biomasse dans le cadre du PNAQ,
poursuivre la rédaction des textes normatifs.
âTous les éléments sont réunis pour pouvoir affirmer
que les PUNR sont équivalents aux grands combustibles.
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CONCLUSION
¢ Les PUNR quittent le statut de déchets pour accéder
à celui de combustible à part entière avec :
˜
un bilan économique positif :
§ potentiel énergétique,
§ réduction de la fiscalité écologique,
§ disponibilité et qualité des produits livrés.
˜
un bilan écologique positif :
§
§
§
§
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substitution d'un produit recyclé à un produit vierge,
économie de matériaux fossiles,
impact environnemental limité,
soumis à la réglementation sur les produits polluants
et contrôlés comme tels.