Pourquoi la production de ciment dégage-t-elle des gaz ?

Comment le ciment est-il produit ?

Le béton est l'un des matériaux les plus importants et les plus utilisés dans la construction mondiale. Le béton est largement utilisé dans la construction de bâtiments résidentiels et commerciaux, de ponts, de routes, etc.

Le composant clé du béton est le ciment, une substance liante qui lie tous les autres composants du béton (généralement du gravier et du sable). Plus de 4 milliards de tonnes de ciment sont utilisées chaque année dans le monde.Ce chiffre illustre l'ampleur de l'industrie mondiale de la construction.

La fabrication du ciment est un processus complexe, qui commence avec des matières premières, notamment du calcaire et de l'argile, placées dans de grands fours pouvant atteindre 120 m de long et chauffés jusqu'à 1500°C. Lorsqu'elles sont chauffées à des températures aussi élevées, des réactions chimiques provoquent l'assemblage de ces matières premières et la formation du ciment.

Comme de nombreux processus industriels, la production de ciment n'est pas sans danger. La production de ciment peut libérer des gaz nocifs pour les travailleurs, les communautés locales et l'environnement.

Quels sont les risques de gaz présents dans la production de ciment ?

Les gaz généralement émis par les cimenteries sont le dioxyde de carbone (CO₂), les oxydes nitreux (NOx) et le dioxyde de soufre (SO₂), le_CO2 représentant la majorité des émissions.

Le dioxyde de soufre présent dans les cimenteries provient généralement des matières premières utilisées dans le processus de production du ciment. Le principal risque gazeux à prendre en compte est le dioxyde de carbone, l'industrie du ciment étant responsable d'une part massive de 8 % du CO2 mondial. 8 % des émissions mondiales de_CO2 à l'échelle mondiale.

La majorité des émissions de dioxyde de carbone sont créées par un processus chimique appelé calcination. Ce processus se produit lorsque le calcaire est chauffé dans les fours, ce qui le décompose en_CO2 et en oxyde de calcium. L'autre source principale de_CO2 est la combustion de combustibles fossiles. Les fours utilisés pour la production de ciment sont généralement chauffés au gaz naturel ou au charbon, ce qui ajoute une autre source de dioxyde de carbone à celle générée par la calcination.

Détection de gaz dans la production de ciment

Dans une industrie qui produit beaucoup de gaz dangereux, la détection est essentielle. Crowcon propose une large gamme de solutions de détection fixes et portables.

Xgard Bright est notre détecteur de gaz adressable à point fixe avec affichage, offrant une facilité d'utilisation et des coûts d'installation réduits. Xgard Bright dispose d'options pour la détection du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufreles gaz les plus préoccupants dans le mélange du ciment.

Pour la détection portable de gaz, le GasmanLa conception robuste, mais portable et légère du détecteur de gaz à gaz de la série A en fait la solution monogaz idéale pour la production de ciment, disponible dans une version_CO2 pour zone sûre offrant une mesure du dioxyde de carbone de 0 à 5 %.

Pour une protection accrue, le détecteur multigaz Gas-Pro peut être équipé d'un maximum de 5 capteurs, y compris les plus courants dans la production de ciment, le CO₂, SO₂ et NO₂.

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Quelle est la place des analyseurs de gaz de combustion dans les plans de décarbonisation du gouvernement britannique ?

Lorsque le gouvernement britannique a annoncé, en mars 2021, qu'un milliard de livres sterling de fonds déjà alloués seraient réorientés vers des projets visant à réduire les gaz à effet de serrele secteur de l'énergie s'est assis et a écouté. Et pour cause, il s'est avéré que 171 millions de livres seront alloués à un plan de décarbonisation industrielle qui se concentre sur la production d'hydrogène et les technologies de capture et de stockage du carbone.

Cependant, la nouvelle va au-delà de la production d'énergie verte et concerne les applications domestiques et industrielles de CVC. Dans un geste qui reflète le rôle que les ingénieurs et les fabricants de CVC peuvent jouer dans la durabilité, plus de 900 millions de livres sterling seront dépensés pour moderniser les bâtiments publics, comme les écoles et les hôpitaux, avec des équipements plus écologiques tels que des pompes à chaleur, des panneaux solaires et des isolations, ce qui réduira les émissions de dioxyde de carbone (CO2).

Mais qu'en est-il des foyers individuels et des unités commerciales que de nombreux employés du CVC visitent quotidiennement ? C'est une question que plusieurs commentateurs ont posée, et il semble que - pour l'instant du moins - la principale motivation pour réduire l'impact environnemental des systèmes de chauffage et de plomberie privés continuera à venir des fabricants, des ingénieurs et des installateurs travaillant dans le secteur du CVC.

Et c'est une sacrée responsabilité. Selon le Office for National Statisticsen 2020, le Royaume-Uni comptait environ 27,8 millions de ménages ; les statistiques gouvernementales de 2019 indiquent qu'environ 15 % des émissions de gaz à effet de serre au Royaume-Uni (plus précisément du dioxyde de carbone, ainsi que du méthane, des gaz fluorés et de l'oxyde nitreux) proviennent de ces milieux résidentiels. Cela fait beaucoup d'excès de CO2 à nettoyer.

Alors, que peuvent faire les gens du CVC pour contribuer à la décarbonisation ?

S'ils disposent d'un équipement adéquat, les chauffagistes et les plombiers peuvent contribuer à réduire ce chiffre de 15 %. Par exemple, ils sont bien placés pour mesurer le CO2 et les autres gaz à effet de serre : si la plupart des analyseurs de gaz de combustion mesurent le CO2, certains peuvent également mesurer les NO/NOx (par exemple, l'analyseur du Sprint Pro 5 et Sprint Pro 6).

Un analyseur de gaz de combustion qui donne une large gamme de mesures faciles à lire et à interpréter permet aux ingénieurs de savoir quand les appareils ne fonctionnent pas correctement et si une amélioration (par exemple, une pompe à chaleur subventionnée par le gouvernement) est nécessaire. pompe à chaleur subventionnée par le gouvernement) peut s'avérer nécessaire.

Il s'agit d'un besoin pressant : de nombreux ménages conservent leurs appareils aussi longtemps que possible, même si les anciens appareils ont tendance à être beaucoup moins écologiques que leurs homologues modernes. C'est déjà une mauvaise chose pour l'environnement, mais l'utilisation d'un vieil appareil défectueux est le pire de tous les résultats possibles.

Un bon analyseur de gaz de combustion fournira les relevés nécessaires pour convaincre de nombreux clients de décarboniser plus efficacement leur maison ou leur entreprise. Il permettra également à l'ingénieur de résoudre de nombreux problèmes dans des appareils plus modernes et plus efficaces, les ramenant à leurs normes de fonctionnement initiales et protégeant une fois de plus la planète.

Contribuer à l'objectif "zéro émission".

A la fin de l'année 2021, le gouvernement britannique a présenté son plan pour atteindre zéro émission nette d'ici 2050 et chaque chauffagiste du pays a un rôle à jouer dans ce projet. Si la vérification des gaz de combustion est un événement quotidien pour de nombreux chauffagistes, il n'en reste pas moins que les émissions des ménages et des entreprises représentent une part importante de la production de CO2 et des émissions d'autres gaz dangereux. Si persuader un seul foyer de fonctionner avec des émissions de carbone plus faibles ne semble pas être une grande affaire, l'impact peut être très important lorsqu'il est étendu à tout le pays.

Quelle sera la durée de vie de mon capteur de gaz ?

Les détecteurs de gaz sont largement utilisés dans de nombreuses industries ( traitement de l'eau, raffinerie, pétrochimie, sidérurgie et construction, pour n'en citer que quelques-unes) pour protéger le personnel et les équipements des gaz dangereux et de leurs effets. Les utilisateurs d'appareils portables et fixes connaissent bien les coûts potentiellement importants liés au maintien de la sécurité de leurs instruments tout au long de leur vie utile. Les capteurs de gaz fournissent une mesure de la concentration d'un analyte d'intérêt, tel que le CO (monoxyde de carbone), le CO2 (dioxyde de carbone) ou le NOx (oxyde d'azote). Il existe deux types de capteurs de gaz les plus utilisés dans les applications industrielles : les capteurs électrochimiques pour les gaz toxiques et la mesure de l'oxygène, et les pellistors (ou billes catalytiques) pour les gaz inflammables. Au cours des dernières années, l'introduction des deux Oxygène et MPS (Molecular Property Spectrometer) ont permis d'améliorer la sécurité.

Comment puis-je savoir si mon capteur est défaillant ?

Au cours des dernières décennies, plusieurs brevets et techniques appliqués aux détecteurs de gaz ont prétendu être capables de déterminer quand un capteur électrochimique est défaillant. Cependant, la plupart de ces techniques ne font que déduire que le capteur fonctionne grâce à une certaine forme de stimulation des électrodes et peuvent donner un faux sentiment de sécurité. La seule méthode sûre pour démontrer qu'un capteur fonctionne consiste à appliquer un gaz d'essai et à mesurer la réponse : un test de déclenchement ou un étalonnage complet.

Capteur électrochimique

Les capteursélectrochimiques sont les plus utilisés en mode diffusion dans lequel le gaz du milieu ambiant pénètre par un trou dans la face de la cellule. Certains instruments utilisent une pompe pour alimenter le capteur en air ou en gaz. Une membrane en PTFE est placée sur le trou pour empêcher l'eau ou les huiles de pénétrer dans la cellule. La conception des capteurs permet de varier leur portée et leur sensibilité en utilisant des trous de différentes tailles. Les trous plus grands offrent une sensibilité et une résolution plus élevées, tandis que les trous plus petits réduisent la sensibilité et la résolution mais augmentent la portée.

Facteurs affectant la durée de vie des capteurs électrochimiques

Trois facteurs principaux affectent la durée de vie du capteur : la température, l'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées et l'humidité. Les autres facteurs sont les électrodes du capteur et les vibrations et chocs mécaniques extrêmes.

Les températures extrêmes peuvent affecter la durée de vie du capteur. Le fabricant indiquera une plage de température de fonctionnement pour l'instrument : généralement -30˚C à +50˚C. Les capteurs de haute qualité seront toutefois capables de supporter des excursions temporaires au-delà de ces limites. Une exposition de courte durée (1 à 2 heures) à 60-65˚C pour les capteurs de H2S ou de CO (par exemple) est acceptable, mais des incidents répétés entraîneront l'évaporation de l'électrolyte et des décalages dans la lecture de la ligne de base (zéro) et une réponse plus lente.

L'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées peut également compromettre les performances des capteurs. Les capteurs électrochimiques sont généralement testés par une exposition à des concentrations jusqu'à dix fois supérieures à leur limite de conception. Les capteurs construits à l'aide d'un matériau catalytique de haute qualité doivent pouvoir résister à de telles expositions sans modification de la chimie ou perte de performance à long terme. Les capteurs avec une charge de catalyseur inférieure peuvent subir des dommages.

L'influence la plus considérable sur la durée de vie des capteurs est l'humidité. La condition environnementale idéale pour les capteurs électrochimiques est de 20˚Celsius et 60 % d'HR (humidité relative). Lorsque l'humidité ambiante augmente au-delà de 60 %HR, de l'eau est absorbée dans l'électrolyte, ce qui entraîne une dilution. Dans des cas extrêmes, la teneur en liquide peut augmenter de 2 à 3 fois, ce qui peut entraîner une fuite du corps du capteur, puis des broches. En dessous de 60 % d'humidité relative, l'eau contenue dans l'électrolyte commence à se déshydrater. Le temps de réponse peut être prolongé de manière significative lorsque l'électrolyte est déshydraté. Dans des conditions inhabituelles, les électrodes des capteurs peuvent être empoisonnées par des gaz interférents qui s'adsorbent sur le catalyseur ou réagissent avec lui en créant des sous-produits qui inhibent le catalyseur.

Les vibrations extrêmes et les chocs mécaniques peuvent également endommager les capteurs en fracturant les soudures qui relient les électrodes de platine, les bandes de connexion (ou les fils dans certains capteurs) et les broches entre elles.

Durée de vie "normale" d'un capteur électrochimique

Les capteurs électrochimiques pour les gaz courants tels que le monoxyde de carbone ou le sulfure d'hydrogène ont une durée de vie opérationnelle généralement estimée à 2 ou 3 ans. Les capteurs de gaz plus exotiques, comme le fluorure d'hydrogène, peuvent avoir une durée de vie de seulement 12 à 18 mois. Dans des conditions idéales (température et humidité stables de l'ordre de 20˚C et 60%HR), sans incidence de contaminants, les capteurs électrochimiques sont connus pour fonctionner plus de 4000 jours (11 ans). L'exposition périodique au gaz cible ne limite pas la durée de vie de ces minuscules piles à combustible : les capteurs de haute qualité possèdent une grande quantité de matériau catalyseur et des conducteurs robustes qui ne s'épuisent pas sous l'effet de la réaction.

Capteur à pellistor

Les capteurs àpellistor sont constitués de deux bobines de fil appariées, chacune étant encastrée dans une perle de céramique. Le courant passe dans les bobines, chauffant les billes à environ 500˚C. Le gaz inflammable brûle sur la perle et la chaleur supplémentaire générée produit une augmentation de la résistance de la bobine qui est mesurée par l'instrument pour indiquer la concentration de gaz.

Facteurs affectant la durée de vie des capteurs à pellistors

Les deux principaux facteurs qui affectent la durée de vie du capteur sont l'exposition à une forte concentration de gaz et l'empoisonnement ou l'inhibition du capteur. Les chocs ou vibrations mécaniques extrêmes peuvent également affecter la durée de vie du capteur. La capacité de la surface du catalyseur à oxyder le gaz diminue lorsqu'elle a été empoisonnée ou inhibée. Une durée de vie du capteur supérieure à dix ans est courante dans les applications où les composés inhibiteurs ou empoisonnants ne sont pas présents. Les pellistors de plus grande puissance ont une plus grande activité catalytique et sont moins vulnérables à l'empoisonnement. Les billes plus poreuses ont également une plus grande activité catalytique à mesure que leur volume de surface augmente. Une conception initiale habile et des procédés de fabrication sophistiqués garantissent une porosité maximale des billes. L'exposition à de fortes concentrations de gaz (>100%LEL) peut également compromettre les performances du capteur et créer un décalage du signal zéro/ligne de base. Une combustion incomplète entraîne des dépôts de carbone sur la bille : le carbone "croît" dans les pores et crée des dommages mécaniques. Le carbone peut cependant être brûlé au fil du temps pour révéler à nouveau les sites catalytiques. Dans de rares cas, un choc mécanique extrême ou des vibrations peuvent également provoquer une rupture des bobines de pellistors. Ce problème est plus fréquent sur les détecteurs de gaz portables que sur les détecteurs fixes, car ils sont plus susceptibles de tomber, et les pellistors utilisés sont de plus faible puissance (pour maximiser la durée de vie de la batterie) et utilisent donc des bobines de fils plus fins et plus délicats.

Comment puis-je savoir si mon capteur est défaillant ?

Un pellistor qui a été empoisonné reste électriquement opérationnel mais peut ne pas réagir au gaz. Par conséquent, le détecteur de gaz et le système de commande peuvent sembler être en bonne santé, mais une fuite de gaz inflammable peut ne pas être détectée.

Capteur d'oxygène

Notre nouveau capteur d'oxygène sans plomb et à longue durée de vie n'a pas de brins de plomb comprimés dans lesquels l'électrolyte doit pénétrer, ce qui permet d'utiliser un électrolyte épais, donc pas de fuites, pas de corrosion induite par les fuites et une sécurité accrue. La robustesse supplémentaire de ce capteur nous permet d'offrir en toute confiance une garantie de 5 ans pour une plus grande tranquillité d'esprit.

Les capteurs d'oxygène à longue durée de vie ont une durée de vie étendue de 5 ans, avec moins de temps d'arrêt, un coût de possession plus faible et un impact environnemental réduit. Ils mesurent avec précision l'oxygène sur une large gamme de concentrations allant de 0 à 30% en volume et constituent la prochaine génération de détection de gaz O2.

Capteur MPS

MPS offre une technologie avancée qui supprime le besoin d'étalonnage et fournit une "véritable LIE (limite inférieure d'explosivité)" pour la lecture de quinze gaz inflammables, mais peut détecter tous les gaz inflammables dans un environnement multi-espèces, ce qui entraîne des coûts de maintenance permanents plus faibles et une interaction réduite avec l'unité. Cela réduit les risques pour le personnel et évite les temps d'arrêt coûteux. Le capteur MPS est également immunisé contre l'empoisonnement du capteur.

Une défaillance du capteur due à un empoisonnement peut être une expérience frustrante et coûteuse. La technologie du capteur MPS™n'est pas affectée par les contaminants présents dans l'environnement. Les processus qui ont des contaminants ont maintenant accès à une solution qui fonctionne de manière fiable avec une conception à sécurité intégrée pour alerter l'opérateur et offrir une tranquillité d'esprit pour le personnel et les actifs situés dans un environnement dangereux. Il est désormais possible de détecter plusieurs gaz inflammables, même dans des environnements difficiles, en utilisant un seul capteur qui ne nécessite pas d'étalonnage et dont la durée de vie prévue est d'au moins 5 ans.

Pourquoi est-il important de mesurer l'oxyde d'azote (NOx) ?

Dans l'Union européenne et au Royaume-Uni, il est désormais obligatoire pour tous les nouveaux produits de chauffage et de plomberie domestiques (d'une puissance allant jusqu'à 400 kW) de respecter les niveaux maximums d'émission d'oxyde d'azote (NOx). Cette mesure est conforme à une grande partie de la réglementation internationale : Les émissions de NOx sont contrôlées par la loi ou la réglementation dans de nombreux pays (notamment les États-Unis, le Canada, l'Australie et Singapour) et peuvent varier davantage selon le secteur (les secteurs maritime et automobile peuvent avoir leurs propres codes et limites spécifiques, par exemple).

La réglementation des NOx s'impose car ce gaz est un polluant majeur, associé à des milliers de décès dans le monde par ses effets - directs et indirects - sur la santé humaine. Il a été associé à l'asthme chez les enfants, à l'inflammation pulmonaire et à une foule d'autres troubles respiratoires, ainsi qu'à des dommages cardiovasculaires. Les NOx sont dangereux pour les animaux, les plantes et les écosystèmes et sont un composant majeur des pluies acides et du smog.

Malgré son nom singulier, le NOx est en fait un terme collectif désignant les oxydes d'azote - une famille de gaz hautement réactifs et toxiques - qui sont produits lors de la combustion de combustibles fossiles. Bien que la pollution par les NOx soit un problème mondial, les grandes villes sont particulièrement touchées par les gaz d'échappement des véhicules et les émissions des systèmes de chauffage ; environ un tiers de la pollution par les NOx d'une grande ville provient du chauffage. En outre, le dioxyde d'azote réagit à la lumière du soleil avec d'autres gaz (tels que les composés organiques volatils) pour produire de l'ozone, qui est un gaz à effet de serre.

Pourquoi mesurer les NOx ?

Les émissions de NOx étant de plus en plus réglementées, elles doivent être mesurées pour garantir la conformité aux directives pertinentes. La mesure des NOx provenant des chaudières et d'autres appareils domestiques est également effectuée pour vérifier que ceux-ci fonctionnent en toute sécurité et pour s'assurer que le propriétaire/opérateur et son entourage ne sont pas exposés à un excès de NOx.

Mesure des NOx avec un analyseur de gaz de fumée/analyseur de combustion

En plus de devoir répondre aux exigences de la réglementation, le secteur du CVC reconnaît l'importance croissante de la mesure des NOx en raison de l'accent mis dans le monde entier sur le développement durable et les questions écologiques, et de la prise de conscience de ses effets nocifs sur la santé. Cela se traduit par un marché croissant pour les analyseurs de combustion qui calculent les NOx (par exemple Sprint Pro 5 et Sprint Pro 6).

À court et moyen terme, la demande de mesure des NOx semble devoir augmenter ; la réduction des émissions de NOx est un élément clé des politiques de durabilité dans le monde entier et les ingénieurs et concepteurs en CVC donnent la priorité à la conception de formes de chauffage meilleures et plus propres (qui devront être évaluées, vérifiées et entretenues).

Au fil du temps, il est probable que les systèmes à très faible émission de NOx et à haute efficacité domineront, et la mesure des NOx deviendra donc un paramètre de plus en plus important et une partie plus importante du travail quotidien dans le secteur du CVC.

Nos modèles Sprint Pro 5 et 6 sont équipés de capteurs de NO dédiés, ce qui permet de mesurer le NO et le NOx.avec des capteurs de NO dédiés permettant une gamme d'options de mesure de NO et de NOx

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