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Application du procédé de lavage humide par pulvérisation acide pour le traitement et la valorisation de l’ammoniac produit dans les poulaillers : Étude de cas

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Fennani, Hassen (2020). Application du procédé de lavage humide par pulvérisation acide pour le traitement et la valorisation de l’ammoniac produit dans les poulaillers : Étude de cas. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les épurateurs humides sont très utilisés dans l’industrie pour la captation et le traitement des polluants gazeux dégagés des procédés de production (gaz à effets de serre). De plus, une efficacité de séquestration élevée fait de cette technologie une révolution dans le traitement des émissions gazeuses. En effet, il existe plusieurs types d’épurateurs à savoir les épurateurs verticaux, horizontaux, avec ou sans lit de garnissage, à courant croisé ou à contre-courant. Les technologies diffèrent selon le type d’application, la capacité de traitement ainsi que le type de polluant à traiter (lavage humide ou sec, acide ou basique). Généralement, il s’agit d’installations accablantes et qui coûtent cher. Ce projet consiste à adapter cette technologie pour traiter l’ammoniac gazeux produit dans les poulaillers. Le traitement est basé sur une solution de lavage acide afin de valoriser l’ammoniac en sulfate d’ammonium.

L’estimation des émissions de NH3 a démontré une demande élevée de ventilation afin d’évacuer l’excès de NH3 à l’intérieur du poulailler sachant que la teneur en ammoniac ne doit pas dépasser les 15 ppm pour respecter les règles de salubrité d’élevage de poulets. De plus, 50 000 poulets répartis sur deux étages génèrent près de 1 t d’ammoniac par cycle d’élevage de 40 jours ce qui fait qu’on produit environ 6,5 t de NH3 annuellement. En outre, les données de ventilation exigent d’implanter une unité de 60 000 CFM pour chaque étage afin de traiter la totalité de l’ammoniac dégagé. L’étude du rendement empirique du procédé de lavage a permis d’estimer la quantité d’engrais annuellement produite qui est environ 19,6 t. La consommation en solution de lavage et en électricité est aussi élaborée.

Finalement, une étude technico-économique a été faite pour estimer les dépenses liées à la consommation de solution de lavage (5 780 $/an) et en électricité (11 425 $/an). Le coût des unités suggéré par le fournisseur sélectionné été environ 875 000 $. Aussi, un estimé des profits issus de la vente d’engrais a été élaboré (11 035 $/an), aussi bien que d’éventuelles subventions d’éco-performance (3 450 $/an) et des revenus sur l’augmentation du prix de vente qui sont environ 402 500 $/an. L’étude de la situation de Québec présente un = impact de 9,9 kt éq CO2 pour 744 éleveurs de poulet en 2017. Le coût de traitement s’élève à 495 000 $ et les revenus de la vente d’engrais (9,85 kt) sont environ de 5,5 M$.

Il s’est avéré que les émissions ammoniacales sont significatives, car considérant l’impact environnemental de ses dérivés tel que le N2O, ce qui encourage les gouvernements du monde entier d’appliquer des restrictions et de nouvelles législations qui obligent toutes industries émettrices de polluants de traiter leurs propres émissions en intégrant des technologies vertes telles que les épurateurs humides dans leurs chaines de production.

Titre traduit

Acid spray wet scrubbing process application for the treatment and valorization of ammonia produced in poultry houses: Case study

Résumé traduit

Acid spray wet scrubbers are widely used in industrial processes especially for the capture and treatment of greenhouse gases. In addition, their very high sequestration efficiency makes this technology a revolution in the treatment of gaseous emissions. Indeed, there are several types of scrubbers namely vertical, horizontal, with or without lining bed, cross or countercurrent. etc. The technologies differ according to the type of application, the treatment capacity and the type of pollutant to be treated. Usually, these are heavy and expensive installations. Our project consists in adapting this technology to treat gaseous ammonia produced in poultry houses. Indeed, the treatment is done by an acid washing solution in order to trap the ammonia in the form of ammonium sulfate (chemical fertilizer).

Estimates of NH3 emissions have shown a high demand for ventilation, which is necessary to remove the NH3 excess inside the poultry house, bearing in mind that the ammonia content must not exceed 15 ppm to maintain a good rearing climate and preserve the health of the birds. In addition, 50 000 birds spread over two floors can generate close to 1 ton of ammonia per 40-day rearing cycle, which means that about 6.5 tons of NH3 are produced annually. In addition, ventilation data requires a 60 000 CFM unit for each floor to process the released ammonia. The study of the empirical efficiency of the scrubbing process allowed to estimate the quantity of fertilizer produced annually, which is about 19,6 tons. The consumption of washing solution and electricity is also elaborated.

Finally, a technico-economic study was carried out to estimate the expenses related to the consumption of washing solution (5 780 $/year) and electricity (11 425 $/year). The cost of the units suggested by the selected supplier was approximately 875 000 $. It was also possible to calculate the profits from the sale of fertilizers (11 035 $/year), as well as possible subsidies and funding of about (3 450 $/year) and incomes on the increase in sales prices. The study of the Quebec’s situation shows an accumulation of nearly 9,9 kt eq CO2 for 744 chicken farmers in 2017. The cost of treatment amounts to 495 000 $ and revenues from the sale of fertilizer (9,85 kt) are approximately 5,5 M$.

It turned out that ammonia emissions are not negligible, considering the environmental impact of its derivatives such as N2O, something that encourages governments around the world to apply restrictions and force industrialists to treat their own emissions by integrating green technologies such as wet scrubbers in their production chains.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie, concentration énergies renouvelables et efficacité énergétique". Comprend des références bibliographiques (pages 107-112).
Mots-clés libres: épurateur humide par pulvérisation acide, estimation, émission, ventilation, rendement, engrais, impact environnemental
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Rousse, Daniel R.
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 14 sept. 2021 18:47
Dernière modification: 14 sept. 2021 18:47
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2686

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