Risques liés à la combustion de siloxanes - Projet PR4 Biométhane

Résumé et principaux résultats

Le projet PR4 vise à étudier l'impact sur des chaudières domestiques de polluants de type siloxane présents dans certaines sources de biométhane. Les siloxanes sont des composés à base de silicium très présents dans les produits du quotidien tels que les cosmétiques, les déodorants ou les savons. On les retrouve donc souvent dans les gaz issus de la méthanisation des boues de stations d'épuration.
L'impact de ces polluants est étudié sur six chaudières lors d'essais d'endurance réalisés au CETIAT depuis février 2021. Le gaz "pollué" utilisé est préparé au CETIAT par barbotage du gaz naturel réseau dans une solution de siloxanes (décaméthylcyclopentasiloxane ou D5) avec une concentration visée autour de 1 mg/m3, soit la concentration maximale actuellement tolérée dans le réseau.
Les premières observations menées lors du projet confirment les données de la littérature, à savoir que la combustion des siloxanes génère un dépôt composé en partie de silice qui encrasse les corps de chauffe, les échangeurs ainsi que les sondes des chaudières et limite la performance des équipements sur le long terme. Lors du nettoyage des équipements, ces dépôts peuvent être mis en suspension dans l'air ambiant.
La silice cristalline étant un cancérogène avéré, la présente étude vise à confirmer la composition des dépôts produits ainsi qu'à évaluer le risque et l'exposition des personnels amenés à manipuler ces dépôts, notamment lors des phases de maintenance et de nettoyage des appareils. Cette analyse permettra d'établir une première série de recommandations et de bonnes pratiques.

Title: Risks assessment of siloxanes combustion - PR4 project - Biomethane
Abstract: PR4 project aims to study the impact of siloxanes pollution in biomethane during combustion tests. Siloxanes are silicon-based compounds that are very common ingredients of everyday products as cosmetics, deodorants or soaps ... Thus, they are often found in biomethane made from wastewater treatment plants.
PR4 consists in studying the impact of those pollutants on six domestic boilers during endurance tests realised in CETIAT facilities since February 2021. The "polluted" gas is prepared on site by bubbling natural gas through a solution of siloxanes (decamethylcyclopentasiloxane or D5). The target concentration is around 1 mg/m3, which is the current maximum value tolerated in the natural gas network.
First observations confirm literature data: siloxane combustion products deposits - mainly composed of silica - are present on combustion chambers, heat exchangers and sensors, which limit the device long term performances. During cleaning phases, those deposits are suspended in the ambient air.
Since crystalline silica is a proven carcinogen, the present study aims to confirm the composition of the deposits and to provide an assessment of risks and exposure of the people required to handle those deposit, in particular during cleaning and maintenance phases. This analysis will enable to establish an initial series of recommendations and best practices.

Thème

Combustion

Mots-clés

Chaudières, Combustion, Encrassement, Essais, Produits de combustion, Rendement des chaudières

Auteurs

FLAMAND Julie, JORQUERA-FERRAT Pedro