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Les technologies propresFiche no 2 - Secteur chimie inorganique
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Le procédé peut être source de polluants divers :
la purification de la saumure, puis la filtration des résidus délectrolyse produisent des boues, que la présence de bichromate de sodium rend toxiques ;
le refroidissement des cellules électrolytiques, la condensation des eaux dévaporation et lépuration par voie humide des émissions dans lair sont autant détapes qui nécessitent lutilisation dune grande quantité deau ; il peut sensuivre un effluent de fort débit véhiculant tous les contaminants récoltés au passage ;
sajoutent à ce tableau des sources de contaminants aussi diverses que les résidus de purges, les eaux de fuite du procédé, les déversements accidentels de produits chimiques, les eaux de lavage et dentretien déquipements, etc.
Des principes de gestion remarquablement efficaces
Depuis son implantation en 1979, QuéNord a toujours cherché à améliorer son procédé. Elle vise lexcellence, rien de moins.
En toile de fond de cette recherche, il y a une démarche rationnelle alimentée par lensemble du personnel. « Il faut favoriser au maximum léchange des idées... Lemployé affecté à une tâche est la personne la mieux placée pour concevoir des idées nouvelles... », affirme le directeur de lusine.
Les mêmes critères dexcellence sappliquent à la protection de lenvironnement. La quête incessante de « leffluent zéro » est devenue une priorité pour QuéNord. Elle sest traduite par un programme tous azimuts, visant à récupérer et à réemployer tout résidu ou perte et à recycler les eaux de procédé. Ceci a donné naissance à une foule de mesures aussi ingénieuses quefficaces.
Et le résultat est éloquent : la Société ne rejette au cours deau que les eaux de purge des tours de refroidissement, un débit périodique du condensat des systèmes de cristallisation, les eaux résiduaires du traitement de ses eaux usées domestiques et les eaux pluviales.
Le système de refroidissement du procédé : la technologie au service de l'environnement
Le procédé de fabrication du chlorate de sodium fait appel à la circulation deaux de refroidissement. Il faut dabord refroidir la liqueur avant son retour dans les cellules électrolytiques si lon veut que celles-ci aient un fonctionnement optimal, puis, il faut condenser les eaux dévaporation à diverses étapes du procédé.
QuéNord a conçu son système de refroidissement en fonction de trois objectifs :
Le système quelle a mis au point réussit à intégrer ingénieusement tous ces aspects. Il sappuie sur deux circuits de refroidissement parallèles, lun fermé et lautre ouvert, qui agissent ensemble par contact indirect, dans un échangeur de chaleur. Voici brièvement comment le tout fonctionne.
Le circuit fermé sert à refroidir la liqueur électrolytique. Les eaux réchauffées à cette étape sont acheminées vers dautres étapes du procédé pour y servir de source de chaleur et se délestent ainsi dune partie de leurs calories. Les surplus calorifiques sont ensuite éliminés, dans un échangeur de chaleur, par contact indirect avec le circuit ouvert comprenant des tours de refroidissement avec purges à légout.
Ce deuxième circuit fournit aussi des eaux de refroidissement qui servent à condenser les eaux dévaporation dans les cristallisoirs et les évaporateurs à sel.
Dans le cas des deux circuits, les transferts calorifiques sont assurés par contact indirect, ce qui réduit considérablement les risques de contamination des circuits. Par ailleurs, linstallation de conductivimètres avec alarmes et systèmes asservis sur le circuit fermé élimine à toutes fins utiles la possibilité de contamination du circuit ouvert. Il y a donc double protection dans léchangeur de chaleur, à la rencontre des deux circuits.
Ce système original permet donc déliminer presque entièrement leffluent de procédé. Le seul rejet au cours deau provient des purges des tours de refroidissement et, à loccasion, dun excès de condensats non contaminés provenant des cristallisoirs de chlorate.
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Le système de refroidissement, étape par étape
De là, elles sont acheminées :
- vers lévaporateur à sel, pour préchauffer la saumure-mère, en faciliter lévaporation et favoriser la production dun sel purifié. Cette étape précède lélectrolyse ;
- vers le cristallisoir, pour augmenter la température de la liqueur de chlorate de sodium, en favoriser lévaporation et faciliter la cristallisation du produit ;
- vers le récupérateur de calories, pour permettre le réchauffement de divers appareils ou équipements ;
Origine |
Objectif |
Solution |
Avantage |
Préparation de la saumure |
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Cellules délectrolyse |
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Cristallisoir |
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Quai de chargement et de déchargement |
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Dans toute lusine |
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Salle des chaudières |
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Préparation du produit |
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Réservoirs de produits chimiques (acide, alcali, etc.) |
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Les avantages d'une conception avant-gardiste
QuéNord a tiré de nombreux avantages de sa décision de prévenir la pollution à toutes les étapes de fabrication du chlorate.
À cause de la technologie quelle emploie, lusine na pas besoin de mettre en place un équipement de dépollution pour assainir son effluent. Elle économise ainsi les 600 000 dollars que coûte le traitement conventionnel comprenant la réduction du chrome hexavalent et du chlore, la précipitation alcaline, la clarification, lasséchage des boues et le rajustement du pH de leffluent.
Le traitement de leffluent est remplacé par le recyclage complet des courants contaminés. Un système de refroidissement en circuit fermé, muni dinstruments servant à détecter la moindre contamination, permet deffectuer les corrections qui simposent à létape même du procédé de fabrication, avant toute possibilité de contamination de leffluent et de ses composantes, lesquelles font lobjet dun contrôle qualitatif continu. Lusine dispose donc dun système doublement sécuritaire pour lenvironnement.
Le système de refroidissement en circuit fermé récupère au maximum lénergie provenant des cellules électrolytiques et la fait servir à la vaporisation de leau des cristallisoirs et des évaporateurs à sel et, au besoin, à lalimentation dautres équipements. Cette mesure permet à la Société déconomiser une somme de 500 000 dollars par année en coûts de production. Lemploi danodes métalliques, en plus déliminer les boues de graphite, accroît le rendement du courant électrique dont le taux defficacité passe en effet de 80 p 100 à 95 p. 100 et plus, ce qui permet déconomiser deux millions de dollars par année.
La Société a investi une somme considérable en faveur de lenvironnement, soit 990 000 dollars, ce qui représente 5,2 p. 100 du capital affecté au procédé industriel, en excluant les bâtiments. Elle estime cependant quil sagit là dun investissement rentable. Les principes ou la conception technologique qui sont à lorigine de ses installations leur confèrent, en effet, une grande souplesse, les rendant capables dadaptation aux améliorations techniques, dans tous les domaines, quil sagisse du procédé de fabrication, de la réduction des pertes ou de lélimination des déchets. Cette souplesse se traduit par une réduction sensible et cumulative des coûts de production. Quelles que soient les modifications internes apportées au procédé de fabrication, la qualité de leffluent demeurera inchangée.
QuéNord rejette au cours deau un effluent de qualité exceptionnelle. Lusine ne renvoie en fait que les eaux de purge de ses tours de refroidissement, un débit périodique du condensat des systèmes de cristallisation, les eaux résiduaires du traitement de ses eaux usées domestiques et les eaux pluviales.
La qualité et le débit de leffluent rejeté sont les suivants :
Effluent |
Normes |
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715 | |||||||
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0,05 | |||||||
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0,01 | 1,0 | ||||||
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6,0 | 30 | ||||||
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200-351 | 3000 | ||||||
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26 | 30 | ||||||
pH | 7-8,5 | 5,5-9,5 |
Comme on peut le constater, la qualité de leffluent de QuéNord se situe bien en deçà des normes de déversement dans un réseau pluvial.
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