Encyclopedie de la recherche sur l'aluminium au Quebec - Edition 2014 | Page 26

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PRODUCTION D’ALUMINIUM // ALUMINIUM PRODUCTION

Quantifier les émissions totales de CF4
et DE C 4 ET sous
QUANTIFIER LES ÉMISSIONS TOTALESde CF2F6 DE C2F6 les conditions
dynamiques d’une cuve d’électrolyse.
SOUS LES CONDITIONS DYNAMIQUES D'UNE CUVE D'ÉLECTROLYSE
TOTAL EMISSIONS CF4
QUANTIFYING THE CF4 AND C2F6Quantifying theUNDERand C2F6 total
emissions under dynamic conditions on
DYNAMIC CONDITIONS ON AN ELECTROLYTIC CELL
an electrolytic cell.
Lukas Dion1, László I. Kiss1, Sándor Poncsák1 et Charles-Luc Lagacé2
1

Université du Québec à Chicoutimi
2 Aluminerie Alouette Inc.

Introduction

• La production d’aluminium génère une quantité non-négligeable de gaz qui peuvent être néfaste pour l’environnement,
principalement le CF4 et le C2F6.
• Ces émissions proviennent d’un manque global ou local1,2,3 d’alumine dans la cuve, allant jusqu’à générer un effet anodique
(EA). Lorsque le manque d’alumine est localisée, il n’entraîne pas toujours un EA, rendant le calcul des CFx totaux émis
beaucoup plus difficile.
• Ces émissions localisées (sans EA) semblent plus fréquentes dans les technologies à faible distance inter polaires.
• Le projet en cours permettra de simuler de façon dynamique l’état discrétisé de la cuve afin de connaitre la concentration
d’alumine locale et les émissions de gaz qui y sont associés.

Sous modèle #1

Sous modèle #2

Distribution interne de l’alumine en cuve
Modèles existants : La majorité des modèles simulant une
cuve considèrent un état homogène dans le bain ([Al2O3] , [ºC],
[A/cm2]). Tandis que d’autres modèles s’intéressent à la
distributions d’alumine en continuum au moyen de méthodes
analytiques (CFD, FEM, FVM, etc.).
Modèle proposé : Un modèle considérant un état inhomogène
de distribution dans la cuve d’électrolyse au moyen de plusieurs
zones discrètes.
Composition du
gaz émis:
≈ 90% CO2
≈ 10% CO

Émissions de CFx

Modèles existants : Émissions des gaz en fonctions de
différents paramètres globaux de la cuve, particulièrement
l’intensité des effets anodiques.1-3
(kg CFx)Totaux = fct (∆t EA ou ∆V EA ou [Al2O3])
Modèle proposé : Un modèle empirique permettant de
considérer les paramètres locaux et globaux de la cuve
d’électrolyse basé sur des mesures industrielles.

Illustration du phénomène

Composition du
gaz émis4:
≈ 60-70 % CO
≈ 15-20% CO2
≈ 15-20% CF4
≈ 1-3% C2F6

Anode
Anode

[Al2O3] : 2 à 5%
Voltage ≈ 4V

Bain

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