Quels gaz acides et substances odorantes émanent de la pyrolyse du plastique à haute température ?
Lorsque les déchets plastiques sont chauffés à plus de 300 degrés en l’absence d’oxygène, le craquage thermique brise les longues chaînes d’hydrocarbures en fragments plus petits et volatils. Ce procédé de pyrolyse, de plus en plus utilisé pour produire du fioul ou du gaz de synthèse, libère également un mélange complexe de gaz acides et de composés malodorants qui peuvent être corrosifs, toxiques et nocifs pour l'environnement. Comprendre leur origine, leur composition et leur concentration est essentiel pour concevoir des systèmes de réduction efficaces et garantir la sécurité au travail.
1. Chlorure d’hydrogène (HCl) – Le gaz acide dominant
Le chlorure de polyvinyle (PVC) contient 57 % de chlore en masse. Au-dessus de 280 degrés, la liaison C-Cl s'homolyse, libérant du HCl à des taux supérieurs à 2 g Cl⁻ par kg de PVC. Les tests sur le terrain de la méthode 26A de l'US-EPA montrent qu'un pyrolyseur en plastique mélangé-de 500 kg h⁻¹ mélangés peut émettre 1 200 mg m⁻³ HCl-quatre-vingts fois le plafond de 8 heures de l'OSHA (7 mg m⁻³). Le gaz est très corrosif, attaquant l'acier au carbone à 0,5 mm an⁻¹ et formant un aérosol secondaire H₂SO₄ lorsque du SO₂ est présent.
2. Oxydes de soufre (SO₂, SO₃) – Provenant des retardateurs de flamme
Les retardateurs de flamme halogénés (HBCD, DBDPE) et les charges de caoutchouc se décomposent entre 320 et 400 degrés, libérant du SO₂ et des traces de SO₃. Concentrations généralement de 200 à 400 mg m⁻³ dans les gaz de cheminée, contribuant à la formation de pluies acides et à l'irritation respiratoire.
3. Oxydes d'azote (NO, NO₂) – Thermique et combustible NO
Les polymères contenant de l'azote-(PA, PU) et les stabilisants à base d'ammoniac-forment le carburant-NO au-dessus de 350 degrés. Des niveaux de NOx de 150 à 300 mg m⁻³ ont été mesurés, favorisant la formation de smog photochimique et d'ozone.
4. Acides organiques de faible-poids moléculaire-
La pyrolyse du PET et du PA produit des acides acétique, propionique et benzoïque à raison de 50 à 150 mg m⁻³. Ces composés confèrent une odeur de vinaigre rance et abaissent le pH du condensat à<3, accelerating corrosion of ductwork and scrubbers.
5. Produits organiques malodorants et toxiques
La dégradation du PE/PP produit des aldéhydes en C₂ à C₆ (acroléine, acétaldéhyde) et des cétones à raison de 80 à 200 mg m⁻³, responsables d'odeurs piquantes et sucrées et d'une irritation des yeux. Le benzène, le toluène et le styrène provenant du PS et de l'ABS sont présents à raison de 100 à 400 mg m⁻³ ; le benzène est un cancérogène de catégorie 1A avec un risque unitaire de 6 × 10⁻⁶ par µg m⁻³. Le skatole et l'indole des plastiques contenant de l'azote - dégagent des odeurs fécales même à des niveaux de ppb.
Impact sur la santé et l'environnement
Une exposition à court-terme à 10 mg m⁻³ de HCl provoque des brûlures de la gorge et une constriction bronchique ; 50 mg m⁻³ SO₂ provoque des symptômes de type asthme-. L'inhalation chronique de benzène à 1 mg m⁻³ augmente le risque de leucémie de 1 sur 10 000. Les gaz acides abaissent le pH des pluies, endommageant les cultures et les bâtiments. Les composés odorants réduisent l’agrément du quartier et peuvent déclencher des plaintes pour nuisance.
Technologies de contrôle
a) Wet scrubbers with caustic soda (NaOH) achieve >Élimination de 99 % de HCl et de SO₂.
b) La réduction catalytique sélective (SCR) utilisant un catalyseur V₂O₅/TiO₂ réduit les NOx de 90 %.
c) Les lits de charbon actif-adsorbent les COV et les mercaptans ; l'oxydation catalytique les convertit en CO₂ et H₂O à 350 degrés.
d) Les bio-filtres utilisant des bactéries nitrifiantes éliminent le NH₃ et les amines avec une efficacité de 95 %.
Surveillance-en temps réel
Les analyseurs multi-gaz FTIR offrent désormais une résolution d'une seconde pour le HCl, le SO₂, les NOx et le benzène, déclenchant des alarmes à 50 % des limites réglementaires et garantissant que les installations de pyrolyse fonctionnent dans les limites de sécurité professionnelle et environnementale.
