Élimination des gaz acides

La Terre est un foyer intrigant pour l'humanité. D'une part, elle produit une abondance de nourriture et de fibres, tandis que d'autre part, elle tremble destructivement le long de ses failles et crache de la lave en fusion des volcans actifs. À la fois nourricière et menaçante, cette planète n'a pourtant pas réussi à anéantir les êtres humains. L'une des raisons en est l'ingéniosité, cette capacité unique de l'Homo sapiens à résoudre des problèmes par l'innovation. Ayant appris la puissance de la combustion pour générer de l'électricité, nous avons néanmoins dû nous protéger des poisons qui se mélangent aux matières premières que nous brûlons. C'est là qu'interviennent les nouvelles technologies pour l'élimination et la gestion des gaz acides.

Qu'est-ce qu'un gaz acide ?

Très strictement, un gaz acide est tout composé gazeux qui forme une solution acide lorsqu'il est dissous dans l'eau. Bien qu'il existe de nombreux types de gaz acides, les plus courants sont le dioxyde de carbone (CO₂) et le sulfure d'hydrogène (H₂S). Ces substances chimiques sont souvent trouvées dans les gisements de gaz naturel, mais rendent le gaz naturel inutilisable. Non seulement elles sont toxiques pour les personnes en cas d'exposition, mais ce sont aussi des agents caustiques dans les tuyaux et les réservoirs, provoquant corrosion et parfois des dommages irréparables. Il va sans dire que la gestion et l'élimination de ces substances sont rigoureusement réglementées tant pour des raisons de santé publique que de protection de l'environnement.

Quelle est la dangerosité du H₂S et du CO₂ ?

Le dioxyde de carbone, bien qu'élément nécessaire à la vie, est néanmoins impliqué dans la pollution atmosphérique lorsqu'il est rejeté en grandes quantités. Mais il y a un autre problème avec l'excès de CO₂ : il abaisse le pouvoir calorifique du gaz combustible. Le pouvoir calorifique mesure la quantité de chaleur que la combustion d'un carburant produit réellement. Lorsque les concentrations de CO₂ sont plus élevées, le pouvoir calorifique diminue. Le sulfure d'hydrogène est une toxine dangereuse pour l'être humain. Selon la densité d'accumulation, il peut provoquer des vertiges et des difficultés respiratoires – à une extrémité du spectre des maladies – ou des convulsions et la mort dans les cas extrêmes. Les U.S. Centers for Disease Control avertissent qu'une exposition prolongée au H₂S entraîne les pires résultats. La fissuration, la formation de cloques et la corrosion des métaux robustes par ce gaz acide acerbe et très inflammable sont bien documentées. C'est pourquoi le gaz naturel ne peut pas être transporté sur de longues distances tant que le H₂S n'a pas été éliminé.

Comment l'élimination est-elle réalisée ?

L'élimination du sulfure d'hydrogène, et celle d'autres composants de gaz acide, nécessite que le composé entre en contact avec des solvants chimiques, des solvants physiques ou une combinaison des deux. Ces solvants occupent une colonne d'absorption d'une unité d'élimination de gaz acide. Lorsque le gaz acide — parfois appelé gaz aigre — traverse la colonne, ses molécules sont attirées par celles des solvants liquides, et sont ainsi osmosées du flux de gaz naturel.

Est-ce que ça fonctionne de la même manière pour le biogaz ?

Contrairement au gaz naturel, le biogaz n'est pas un combustible fossile. Au lieu de cela, le biogaz se forme lorsque la matière organique — feuillage ou animaux morts, déchets alimentaires, fumier, eaux usées, etc. — se décompose et fermente. Le processus de digestion anaérobie permet de capturer le méthane du biogaz de manière possible et productive. À son tour, le méthane (CH₄) est combustible et utilisé pour générer de l'électricité. Comme pour le gaz naturel, le H₂S est présent dans le biogaz à des concentrations allant jusqu'à 1 000 parts par million (PPM). Pour un fonctionnement efficace des moteurs à combustion interne, cette densité doit chuter à 100 PPM au maximum. Par conséquent, l'élimination du H₂S du biogaz est aussi nécessaire que l'élimination du H₂S du gaz naturel. En injectant de petites doses d'oxygène dans le contenu du digesteur, les techniciens permettent la formation de micro-organismes qui oxydent avec succès le sulfure. Pendant ce temps, le chlorure de fer est appliqué au substrat pour créer du sel de sulfure de fer. Ce faisant, les techniciens réduisent la présence de H₂S à environ 10 PPM. L'élimination et la neutralisation du sulfure d'hydrogène sont souvent appelées lavage du H₂S. Un autre absorbant de ce type est le charbon actif, une substance semblable au charbon de bois qui possède une grande capacité de microporosité, c'est-à-dire que de très petits pores favorisent l'adhésion du H₂S à ses surfaces.