Comment réduire les niveaux excessifs de monoxyde de carbone dans les gaz d'échappement industriels ?

La présence excessive de monoxyde de carbone dans les gaz d'échappement industriels constitue un obstacle majeur au respect des normes environnementales par les entreprises.

Les principales sources d'émissions de CO se répartissent en deux catégories : d'une part, les émissions issues de la combustion de combustibles, telles que la combustion incomplète dans les équipements au charbon et au fioul, due à une mauvaise distribution de l'air. Les chaudières à charbon à grille mobile, en particulier, émettent beaucoup plus de CO que les chaudières à fioul ou à gaz. D'autre part, les émissions issues des procédés industriels, notamment dans des secteurs comme la fonderie, le raffinage et le frittage. Les émissions de CO provenant de l'incinération des déchets solides peuvent même dépasser celles des sources de combustion de combustibles conventionnels.

L'amélioration de la situation nécessite une combinaison de mesures de contrôle à la source et de traitement en bout de chaîne.

Le contrôle à la source peut être obtenu en optimisant les paramètres de combustion et en modernisant les brûleurs pour réduire la production de CO. Concernant le traitement en bout de chaîne, la technologie de purification par catalyseur du monoxyde de carbone est devenue la solution privilégiée en raison de sa grande efficacité. Ces catalyseurs transforment le CO en CO₂ inoffensif en abaissant l'énergie d'activation de la réaction d'oxydation. Les principaux types de catalyseurs comprennent les catalyseurs alvéolaires à base de métaux précieux, les catalyseurs de conversion à base de fer-chrome et les catalyseurs composites à base d'oxydes métalliques résistants à l'humidité.

L'exemple d'une ligne de production de frittage à grande échelle est particulièrement représentatif.

Ce projet utilise un catalyseur alvéolaire à base de métaux précieux, intégré à la couche de support d'une tour de traitement des gaz résiduaires existante, pour traiter 1,6 million de m³/h de gaz de combustion. Après quatre mois de fonctionnement, l'efficacité catalytique s'est stabilisée entre 76 % et 85 %, et la concentration d'émissions de CO a diminué pour atteindre 1 070 à 2 365 mg/m³, bien en dessous de la limite environnementale de 2 800 mg/m³. Parallèlement, l'oxydation exothermique du CO augmente la température des gaz de combustion de 33 à 55 °C, ce qui permet de réaliser des économies de combustible auxiliaire de 63 % à 100 %, équivalentes à une réduction de la consommation d'énergie de 3,4 kg de charbon standard par tonne pour le procédé de production correspondant.

La compatibilité est un critère essentiel dans le choix d'un catalyseur. Dans les environnements à forte humidité, les catalyseurs composites à base d'oxydes métalliques modifiés par des terres rares sont privilégiés, car ils conservent une surface spécifique supérieure à 180 m²/g même à 60 % d'humidité. En présence de soufre, les catalyseurs résistants au soufre à base de cobalt-molybdène conviennent, permettant d'atteindre un taux de conversion à basse température supérieur à 95 %. L'ajout d'une couche de préfiltration réduit l'empoisonnement par les impuretés, prolonge la durée de vie du catalyseur à 2-3 ans et diminue les coûts d'exploitation et de maintenance.

Les catalyseurs de monoxyde de carbone permettent une double réduction des émissions de monoxyde de carbone et une récupération d'énergie. Associés à une optimisation des sources, ils permettent de mettre en place un système de rectification complet, aidant ainsi les entreprises à atteindre efficacement leurs objectifs de conformité environnementale.

Auteur : Hazel
Date : 05/01/2026