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Mise au point de l’outil TARA pour dimensionner et optimiser le fonctionnement d’un laveur d’air

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Solène Lagadec (CRAB) et al., 53es Journée de la Recherche Porcine (FRA), 2021, 1er, 2, 3 et 4 février 2021, p. 347-352

L’efficacité du lavage d’air sur la réduction des émissions d’ammoniac peut varier de 17 à 70 %. Elle dépend de plusieurs éléments de conception (dimensionnement du laveur, type de maillage, système d’arrosage) et des conditions opératoires. Un outil (dénommé TARA) a été développé pour répondre à la demande croissante des éleveurs et techniciens concernant la mise en place et/ou le suivi de fonctionnement des laveurs d’air. Il s’agit d’un modèle de prédiction des flux azotés en amont et aval d’un module de lavage d’air à l’eau, permettant soit, de dimensionner un laveur dans le cadre d’un projet d’installation soit, d’optimiser l’efficacité d’une unité de lavage déjà en fonctionnement. Dans le cadre d’une installation d’un nouvel équipement, et selon le taux d’abattement d’ammoniac souhaité, l’outil permet de dimensionner les différentes composantes du laveur : surface et hauteur de maillage, volume de stockage des eaux de lavage et débit d’arrosage. Pour des unités de lavage déjà en place, l’outil permet de déterminer l’efficacité du laveur à partir de ses caractéristiques (débit d’air maximum à traiter, surface et volume de maillage, charge en NH3 dans l’air entrant…). Le modèle permet aussi de calculer sur une base annuelle la quantité d’eau chargée à évacuer et d’identifier les leviers d’action permettant d’améliorer l’efficacité de traitement de l’ammoniac. Dans les deux situations, cet outil permet de calculer les quantités annuelles d’ammoniac et de protoxyde d’azote émises ainsi que les quantités d’azote dans les eaux en sortie de laveur. Enfin, l’outil TARA est simple d’utilisation, développé sur le logiciel Excel®, et repose à la fois sur des lois de l’absorption physique entre un gaz et un liquide ainsi que sur de données acquises en élevage, notamment pour établir la fréquence de renouvellement des eaux de lavage.

Implementation of the TARA tool to size and optimize operation of an air scrubber

An air scrubber’s efficiency in reducing ammonia emissions, which can range from 17-70 %, depends on design parameters (size of the scrubber, the type of packing, sprinkler system) and operating conditions. To meet the growing demand from pig farmers and technicians regarding setting up and/or monitoring air scrubbers in operation, the TARA tool was developed. It predicts nitrogen flows upstream and downstream of an air scrubber that uses water, and allows one to size an air scrubber as part of an installation project or to optimize the efficiency of a scrubber already in operation. When setting up new equipment, based on the expected ammonia abatement rate, the tool helps to size the parts of the scrubber: packing surface and height, washing-water storage volumes and watering flow. For units already in operation, the tool estimates their efficiency based on their characteristics (maximum airflow to be treated, packing surface and volume, NH3 load in the incoming air, etc.). The tool also calculates the volume of NH3-loaded water that needs to be disposed of each year and helps identify ways to improve its efficiency in processing ammonia. In both situations, it calculates annual quantities of ammonia and nitrous oxide emitted and of nitrogen in the water that leaves the scrubber. Last, the TARA tool is easy to use, developed using Excel® software, and based on the laws of physical absorption between gas and liquid and on data acquired on pig farms, which enables it in particular to estimate how frequently the washing water needs to changed.

2021