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Center de la Technologie de l'Energie de CANMET - Ottawa / CANMET Energy Technology Center - Ottawa

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Services

Voici une liste de services de R-D et d'analyse tarifés.

Pour obtenir des informations d'ordre général, veuillez communiquer:

Geoff Murphy
Gestionnaire, Bureau de Developpement commercial
Centre de la technologie de l'énergie de CANMET
Ressources naturelles Canada
1 Promenade Haanel
Ottawa Ontario Canada K1A 1M1

Courriel : gmurphy@rncan.gc.ca

Cinétique de la combustion et techniques de mesure connexes
Pat Hughes
613-996-0827
phughes@rncan.gc.ca

CARS Laser Based Temperature Measurements in the Tunnel Furnace

Comparison of the Combustion Profile of Petroleum Coke with that of Two Coals
Les techniques de pointe permettant d'effectuer des mesures dans une flamme comprennent des méthodes dites intrusives, par exemple des sondes refroidies, et des méthodes non intrusives basées sur des systèmes optiques ou au laser. On utilise des sondes refroidies pour mesurer des valeurs moyennes de température, de composition (O2, CO2, CO, SOx, NOx, CxHy, HCN, NH3 et d'autres espèces intermédiaires) et de vitesse de propagation de la flamme. D'autre part, les sondes optiques et celles au laser sont utilisées pour mesurer des valeurs de flux énergétique incident, d'émissivité de la flamme, de débit et de turbulence (technique de vélocimétrie Doppler à laser ou technique VDL), pour mesurer, avec une résolution spatiale et temporelle adéquate, des valeurs de température et de composition (par diffusion Raman anti-Stokes cohérente ou spectroscopie CARS), ainsi que des caractéristiques d'écoulement et de vaporisation (technique de visualisation par illumination laser, ou technique VIL, et dispositifs de photographie ultra-rapide) et d'autres caractéristiques spectroscopiques de la flamme. Les résultats obtenus à l'aide de ces techniques ont servi à concevoir et mettre à l'essai des brûleurs et caractériser différents processus de combustion de combustibles, ainsi qu'à évaluer la qualité d'outils de modélisation par simulation de l'écoulement et de la combustion.Cliquez ici»
Commandes perfectionnées, Simulations et Émissions (CPSE)
Bruce Clements
613-943-8881
clements@nrcan.gc.ca
Simulation, conception et contrôle des systèmes de combustion et des systèmes énergétiques (comme les chaudières domestiques et les chaudières industrielles) afin de réduire les coûts, d'accroître la productivité, d'améliorer l'efficacité énergétique, de réduire les émissions et d'intensifier le regroupement et l'optimalisation des procédés. Cliquez ici
Combustion en lit fluidisé et gazéification (CLF-G)
Edward John (Ben) Anthony (Ph.D.)
613-966-2868
banthony@nrcan.gc.ca
L'équipe de recherche sur la Combustion en lit fluidisé (CLF), de concert avec l'industrie, a réalisé la planification et l'exécution de programmes pilotes détaillés ou d'autres programmes particuliers de mise à l'essai, par exemple l'analyse des produits de combustion. Parmi les autres réalisations du groupe de recherche, mentionnons l'élaboration de modèles mathématiques pour l'exécution d'essais de combustion à l'échelle pilote avec des charges d'alimentation particulières; la production de données sur le rendement de combustion de charbons à forte teneur en soufre provenant de l'Est du Canada, de charbons à haute teneur en humidité provenant des Prairies, de produits de rejet à teneur élevée en cendres provenant d'installations de lavage de charbon de l'Ouest canadien, de coke produit dans les installations de valorisation de sables bitumineux et de résidus de brai provenant de procédés d'hydrocraquage; et l'exécution d'une étude de faisabilité sur l'utilisation de la technologie de combustion en lit fluidisé dans certaines installations industrielles. Cliquez ici»
Groupe des applications liées à la technologie de l'énergie

Paul Dockrill
613- 996-3707
PDockril@rncan.gc.ca

ou

Karen Bryson
613-947-0794
KBryson@rncan.gc.ca
Le Groupe des applications liées à la technologie de l'énergie (GATE) assure la prestation de services de consultation se rapportant à la gestion de projets, ainsi qu'à l'évaluation, la conception, la modification et la modernisation des systèmes énergétiques (par exemple, ceux qui sont reliés au chauffage et à la climatisation des bâtiments, de même qu'à la production répartie de l'électricité, etc.). Cliquez ici
Groupe des instruments/des commandes et du soutien au laboratoire d'analyse

Robert Dureau
613-996-3304
RDureau@nrcan.gc.ca
Le Groupe des instruments/des commandes et du soutien en laboratoire d'analyse procède à des analyses afin de venir appuyer le Programme des combustibles fossiles non polluants et de la production écologique de l'électricité au CTEC - Ottawa. Les services du Groupe sont également offerts au grand public. On y réalise une gamme variée d'expériences à échelle d'essai et à échelle pilote, de même que des tests chimiques sur les combustibles solides. Cliquez ici
Installation d'essai des torches
Peter Gogolek
613-947-2082
pgogolek@nrcan.gc.ca

L'installation d'essai des torches (IET), qui est en service depuis l'an 2000, a été conçue pour caractériser les émissions provenant du brûlage à la torche de gaz dissous et mettre au point des technologies plus efficaces. La portée du projet a été élargie afin d'englober les torches industrielles. Ce système flexible permet d'étudier les effets de la vitesse des vents, de l'intensité de la turbulence, de la composition et du débit du combustible, des contaminants liquides, des diluants inertes et du modèle de bec de torche utilisé. Le fonctionnement à grande échelle de l'IET et ses systèmes de régulation précise des conditions expérimentales en font une installation unique en son genre au monde.Cliquez ici»
Laboratoire de caractérisation
Pour plus d'information sur les services du laboratoire, veuillez envoyer un courriel à
clabc@nrcan.gc.ca

Les domaines de spécialisation du Laboratoire de caractérisation (LC) comprennent l'analyse de produits chimiques issus de procédés, de combustibles, de biocombustibles et de produits de la biomasse, de sous-produits de combustibles et de produits connexes, à l'état solide, liquide ou gazeux. Les employés du laboratoire certifié ISO 9001:2000 effectuent la caractérisation physique, chimique, élémentaire, spectroscopique, chromatographique et moléculaire d'échantillons, ainsi que l'interprétation des données. Le laboratoire offre des services d'analyse à ses divers clients et, dans de nombreux cas, on y modifie des techniques perfectionnées afin de répondre à leurs besoins particuliers.cliquez ici»
Système de combustion vertical - Captage de CO2

Kourosh Zanganeh
613-996-3916
KZangane@nrcan.gc.ca

L'installation de recherche pilote (1 MBtu/h, 0,3 MWth) composée d'un système de combustion vertical sert à réaliser des travaux de recherche sur la combustion dans un mélange oxygène?gaz combustible. Les résultats des essais effectués avec différents types de charbon et du gaz naturel indiquent qu'il est possible d'obtenir un flux de gaz de carneau d'une teneur enrichie en CO2 de 98 %, tout en conservant les caractéristiques propres à une combustion classique. L'équipement de pointe du système de combustion vertical permet d'exécuter des travaux de recherche pour des clients désirant mettre à l'essai leurs techniques de combustion et d'épuration des gaz de carneau. Puisque le flux de gaz de carneau peut être entièrement capté, pour séquestration ultérieure, une centrale électrique utilisant cette technologie constituerait une installation à émissions nulles.cliquez ici»
Techniques énergétiques pour procédés à haute température (TEPHT)
John Price (Ph.D.)
613-996-0089
jprice@rncan.gc.ca
Parmi les services offerts par le groupe des Techniques énergétiques pour procédés à haute température (TEPHT), on compte la détermination et l'évaluation des caractéristiques des charbons à coke, l'élaboration de mélanges de charbon permettant d'accroître l'efficacité des hauts fourneaux, la modélisation prédictive des propriétés du charbon et du coke, notamment de leurs propriétés chimiques et pétrographiques, ainsi que de leur comportement lors d'essais de rhéologie thermique. Les résultats de travaux de recherche concertés, exécutés avec le secteur privé, ont permis de faciliter le développement et la croissance des industries canadiennes du charbon et de l'élaboration de l'acier et d'assurer leur compétitivité. cliquez ici»

Description complète

Commandes perfectionnées, Simulations et Émissions (CPSE)

Simulation, conception et contrôle des systèmes de combustion et des systèmes énergétiques (comme les chaudières domestiques et les chaudières industrielles) afin de réduire les coûts, d'accroître la productivité, d'améliorer l'efficacité énergétique, de réduire les émissions et d'intensifier le regroupement et l'optimalisation des procédés.

Nos services comprennent ce qui suit : simulation par les systèmes Hysys et Aspen ; modélisation des chaudières domestiques et des chaudières industrielles ; conception et analyse des procédés ; analyse de la combustion et des transferts de chaleur ; établissement des possibilités techniques et évaluation des retombées économiques ; élaboration de systèmes de contrôle ; analyse de systèmes ; acquisition de données ; mise au point d'instruments ; exploration de données et analyses statistiques ; technologie portant sur les systèmes experts ; réseaux neuraux ; systèmes flous ; commandes à variables multiples ; conception de logiciels ; vérification de mise en service et d'acceptation ; consultations et évaluations par des tierces parties.

Nos produits comprennent ce qui suit : un modèle de la partie inférieure de la chaudière pour l'analyse de certaines parties de l'appareil (possibilité d'utilisation pour des applications à base d'oxy-combustible et des applications aériennes) ; un modèle de la partie supérieure de la chaudière pour l'analyse des parties du réchauffeur, du surchauffeur et de l'économiseur (possibilité d'utilisation pour des applications à base d'oxy-combustible et des applications aériennes) ; un modèle de réchauffeur d'air par récupération qui montre le transfert de chaleur au complet à l'intérieur de ce type de réchauffeur, tel que le réchauffeur Ljungstrom ; des modèles portant sur la combustion (pour les combustibles solides, liquides et gazeux) ; des tableaux concernant les propriétés de la vapeur ; des systèmes de chauffage combiné de l'eau et des espaces (modèle G2).

Parmi les projets que nous avons réalisés récemment, il y a notamment ce qui suit : la modélisation du rendement aérien de systèmes de chaudières ; le développement du procédé relatif au fer de réduction directe ; la conception de systèmes combinés de chauffage des espaces et de l'eau ; la surveillance des cendres et le soufflage intelligent de la suie pour les centrales électriques alimentées au charbon ; l'optimalisation du NOx/CO ; les diagnostics et l'optimalisation des brûleurs ; la surveillance des émissions paramétriques (MEP) ; la prévision des défaillances dans les procédés ; l'optimalisation des épurateurs ; l'optimalisation des dépoussiéreurs à sacs filtrants ; la mise au point de systèmes consultatifs pour la sélection des combustibles. haut»

Cinétique de la combustion et techniques de mesure connexes

Les techniques de pointe permettant d'effectuer des mesures dans une flamme comprennent des méthodes dites intrusives, par exemple des sondes refroidies, et des méthodes non intrusives basées sur des systèmes optiques ou au laser. On utilise des sondes refroidies pour mesurer des valeurs moyennes de température, de composition (O2, CO2, CO, SOx, NOx, CxHy, HCN, NH3 et d'autres espèces intermédiaires) et de vitesse de propagation de la flamme. D'autre part, les sondes optiques et celles au laser sont utilisées pour mesurer des valeurs de flux énergétique incident, d'émissivité de la flamme, de débit et de turbulence (technique de vélocimétrie Doppler à laser ou technique VDL), pour mesurer, avec une résolution spatiale et temporelle adéquate, des valeurs de température et de composition (par diffusion Raman anti-Stokes cohérente ou spectroscopie CARS), ainsi que des caractéristiques d'écoulement et de vaporisation (technique de visualisation par illumination laser, ou technique VIL, et dispositifs de photographie ultra-rapide) et d'autres caractéristiques spectroscopiques de la flamme. Les résultats obtenus à l'aide de ces techniques ont servi à concevoir et mettre à l'essai des brûleurs et caractériser différents processus de combustion de combustibles, ainsi qu'à évaluer la qualité d'outils de modélisation par simulation de l'écoulement et de la combustion.

Le réacteur à lit entraîné (RLE) est constitué d'un long four tunnel qui permet de mesurer les vitesses de combustion et les paramètres thermiques (la cinétique de combustion) de différents combustibles, de déterminer le comportement de la matière minérale des charbons, au chapitre de sa transformation et de son dépôt, et d'effectuer l'étude détaillée du phénomène de combustion des gouttelettes de combustibles. Les données obtenues avec le RLE servent à élaborer des modèles qui permettent de prévoir le comportement, dans des conditions de combustion, de charbons et d'huiles (bio-huile et distillat), ainsi que le comportement des cendres, en matière de dépôt et d'encrassement, dans diverses installations de combustion. La température de fonctionnement du RLE peut atteindre quelque 1450 °C et le temps de séjour est d'environ 2 secondes. Il constitue donc un milieu de réaction à température élevée et de plus, il est équipé de dispositifs autonomes de régulation du temps de séjour, de la température et de la composition du gaz (mélange inerte, oxydant ou réducteur). On peut employer différentes sondes pour prélever des échantillons à diverses étapes de la réaction afin d'étudier le rendement de combustion. De plus, des appareils permettent de photographier l'intérieur du RLE et les matières qui s'y trouvent, ce qui fournit un enregistrement physique du processus réactionnel. En outre, le RLE a déjà servi à déterminer la cinétique de réaction de charbons et de cokes de pétrole, et à élaborer et évaluer des techniques de prévision de la transformation et du dépôt des cendres. On a aussi effectué la modélisation de la combustion de gouttelettes de bio-huile et d'huiles distillées.

L'installation d'essai de brûleurs (IEB) permet de mettre à l'épreuve des brûleurs à l'échelle semi-industrielle à l'aide de techniques de mesure de pointe utilisant des systèmes au laser, par exemple les techniques VDL et VIL. On se sert d'une enceinte vitrée pour étudier le mélange par jet et les vitesses de propagation effectives dans des brûleurs dont la valeur nominale de fonctionnement est de quelque 1,0 MW. Les mesures effectuées lors de ces essais servent à modéliser la performance de brûleurs utilisés dans des systèmes de combustion à grande échelle et à optimiser leurs critères de conception. Des dispositifs de photographie ultra-rapide sont utilisés, dans certains cas avec des systèmes VIL, pour déterminer les caractéristiques de pulvérisation de buses employées dans des brûleurs alimentés en combustibles liquides. Certains résultats obtenus avec l'IEB ont facilité la conception d'un brûleur à faible taux d'émission de NOX pour charbons et d'un brûleur pour les gaz d'échappement d'une turbine à gaz.

Les techniques spectroscopiques de mesure de la flamme permettent de caractériser les flammes à l'échelle industrielle. Le rayonnement émis par la flamme sert à identifier les espèces chimiques présentes dans celle-ci et à mesurer certaines de ses propriétés, par exemple sa température et le rapport air/combustible. Le système CANFICS utilise des techniques spectroscopique pour effectuer la surveillance des brûleurs industriels et déterminer les meilleurs outils et paramètres de régulation. Le système CANFICS, dont lélaboration a été réalisée à l'aide d'essais effectués sur des brûleurs semi-industriels, peut être employé pour l'étude de tout type de combustible (gaz naturel, charbon et mazout).haut»


Combustion en lit fluidisé et gazéification (CLF-G)

L'équipe de recherche sur la Combustion en lit fluidisé (CLF), de concert avec l'industrie, a réalisé la planification et l'exécution de programmes pilotes détaillés ou d'autres programmes particuliers de mise à l'essai, par exemple l'analyse des produits de combustion. Parmi les autres réalisations du groupe de recherche, mentionnons l'élaboration de modèles mathématiques pour l'exécution d'essais de combustion à l'échelle pilote avec des charges d'alimentation particulières; la production de données sur le rendement de combustion de charbons à forte teneur en soufre provenant de l'Est du Canada, de charbons à haute teneur en humidité provenant des Prairies, de produits de rejet à teneur élevée en cendres provenant d'installations de lavage de charbon de l'Ouest canadien, de coke produit dans les installations de valorisation de sables bitumineux et de résidus de brai provenant de procédés d'hydrocraquage; et l'exécution d'une étude de faisabilité sur l'utilisation de la technologie de combustion en lit fluidisé dans certaines installations industrielles.

Des réacteurs de laboratoire et à petite échelle permettent d'obtenir des données sur la réactivité de différentes charges d'alimentation dans un système de gazéification. D'autre part, une usine pilote de gazéification continue à lit entraîné fournit des renseignements cruciaux, entre autres le degré d'efficacité du gaz de réaction, et le rendement énergétique et la composition du gaz produit et des émissions gazeuses et solides. Les services spécialisés du groupe de CLF-G comprennent aussi l'exécution de travaux de diverses natures, par exemple l'optimisation des processus de gazéification d'installations de production d'électricité sans émissions, l'optimisation du processus d'élimination du CO2, l'élaboration de processus rentables de conversion du CO2 en substances solides pouvant être éliminées et stockées à long terme de manière sécuritaire, la réduction des risques et l'accroissement du rendement de différents procédés, la caractérisation de combustibles canadiens, l'optimisation de paramètres de gazéification, ainsi que des travaux de R-D dans des installations pilotes.

Le rendement énergétique d'usines de cogénération et du processus de gazéification intégrée à cycle combiné peut être simulé à l'aide d'un modèle informatique dérivé du logiciel ASPEN. Le modèle peut également servir à simuler la gazéification de déchets urbains et de résidus produits par les raffineries. Le logiciel de modélisation F*A*C*T (Facility for Analysis of Chemical Thermodynamics), qui permet d'effectuer l'analyse thermodynamique de réactions chimiques, constitue un autre outil de simulation utilisé au sein du groupe de CLF. On l'a notamment employé pour prévoir la formation d'émissions lors d'essais de gazéification et de combustion du charbon.

Les installations du groupe CLF comprennent une usine pilote de combustion en lit fluidisé à circulation (superficie de la zone du lit d'environ 0,12 m2), munie de dispositifs d'alimentation en combustibles solides ou liquides (avec possibilité d'injecter ou non des adsorbants de captage de composés soufrés). Le système comprend une vaste gamme d'instruments permettant de détecter la formation d'agents polluants et de déterminer le rendement de combustion, certaines caractéristiques de transfert thermique et la dégradation des métaux des surfaces de transfert thermique causée par des mécanismes de corrosion et d'érosion. Les résultats obtenus avec d'autres systèmes à petite échelle permettent de classer, en fonction de leur réactivité, des combustibles fossiles et des combustibles à base de biomasse, et d'établir les caractéristiques de divers adsorbants utilisés pour le captage du soufre.

Au CTEC, la mise au point et l'amélioration de la technologie de combustion en lit fluidisé repose sur l'exécution de travaux de recherche à l'échelle pilote, dans les installations du groupe, et de travaux de recherche sous contrat, de nature fondamentale ou à l'échelle pilote, ainsi que sur le soutien technique permettant de réaliser d'importants projets de démonstration.haut»


Groupe des applications liées à la technologie de l'énergie

Le Groupe des applications liées à la technologie de l'énergie (GATE) assure la prestation de services de consultation se rapportant à la gestion de projets, ainsi qu'à l'évaluation, la conception, la modification et la modernisation des systèmes énergétiques (par exemple, ceux qui sont reliés au chauffage et à la climatisation des bâtiments, de même qu'à la production répartie de l'électricité, etc.).

Le GATE fournit des avis éclairés sur des domaines comme l'efficacité énergétique dans les bâtiments, les mesures d'économies d'énergie, la diminution des émissions de gaz à effet de serre, la cogénération, les systèmes d'énergies renouvelables, les analyses du coût-durée, la gestion des marchés et des entrepreneurs, les analyses et les essais non destructeurs, la gestion de projets clés en main, ainsi que les études de faisabilité technique et de modernisation. Il concentre également ses activités sur la réduction des émissions de NOx dans les centrales thermiques, cela en déterminant où il serait possible d'appliquer des techniques à faible dégagement de ce genre d'émissions et en favorisant une plus grande efficacité énergétique.

Parmi les clients du GATE, on retrouve des ministères fédéraux, des gouvernements provinciaux et municipaux, des sociétés d'État et des membres du secteur privé. haut»


Groupe des instruments/des commandes et du soutien au laboratoire d'analyse

Le Groupe des instruments/des commandes et du soutien en laboratoire d'analyse procède à des analyses afin de venir appuyer le Programme des combustibles fossiles non polluants et de la production écologique de l'électricité au CTEC - Ottawa. Les services du Groupe sont également offerts au grand public. On y réalise une gamme variée d'expériences à échelle d'essai et à échelle pilote, de même que des tests chimiques sur les combustibles solides.

Le Groupe des instruments/des commandes et du soutien en laboratoire d'analyse est en mesure de faire des analyses de caractérisation sur les combustibles solides et les produits secondaires de la combustion. Parmi ses installations, il y a ce qui suit : des analyseurs de mercure aptes au traitement des échantillons liquides et solides, ainsi que des générateurs de mercure permettant de réaliser des expériences à échelle d'essai et à échelle pilote ; un système de chromatographie par échange d'ions pour les anions et les cations (Cl, F, Br, NO3, NO2, SO3, SO4 CN, NH3) ; des systèmes de titrage automatique pour l'analyse de l'alcalinité et des taux de carbonate et de bicarbonate ; des méthodes pour déterminer les éléments-traces en quantités mineures, majeures et ultra dans les combustibles et les dépôts avec accès aux ICP-ES, ICP-MS et ICP-HYD-MS. Parmi les procédures qu'il peut appliquer, il y a ce qui suit : la procédure de lixiviation pour les caractéristiques de toxicité afin d'obtenir le taux de mobilité des contaminants organiques et inorganiques présents dans les résidus solides et les résidus multiples ; les procédures de lixiviation séquentielle pour obtenir la spéciation des éléments-traces dans les combustibles et les produits secondaires de la combustion.

Un autre domaine majeur de travail demeure l'échantillonnage et l'analyse isocinétiques des émissions de cheminée provenant de chaudières à échelle pilote. Le Groupe fait appel à une variété de méthodes EPA (M-5) d'échantillonnage des émissions, de même qu'à des méthodes maison, notamment les particules accumulées dans les gaz de carneau ; le mercure accumulé, ainsi que le mercure élémentaire et le mercure oxydé en ayant recours à la Méthode 29 et à la méthode d'Ontario Hydro ; les métaux-traces multiples (As, Se, Pb, Cd, Sb, etc) présents dans les gaz de carneau et dans les particules ; les gaz acides (Cl2, HCl, Br2, HBr, HF, SO3, SO2, NOx) et l'ammoniac présents dans les gaz de cheminée et les particules ; les éléments semi-volatils (dioxines, furanes) présents dans les gaz de cheminée ; les éléments organiques volatils (éléments organiques avec des points d'ébullition inférieurs à 100ºC) présents dans les gaz de cheminée. Le Groupe dispose d'un laboratoire d'évaluation des émissions de gaz de cheminée entièrement équipé avec 10 lignes de prélèvement et des unités de commandes sur place pour les mises à l'essai, ainsi que d'un laboratoire de détection des gaz toxiques en mesure d'effectuer de la surveillance (Cl2, HCN, CO, SO2). haut»


Installation d'essai des torches

L'installation d'essai des torches (IET), qui est en service depuis l'an 2000, a été conçue pour caractériser les émissions provenant du brûlage à la torche de gaz dissous et mettre au point des technologies plus efficaces. La portée du projet a été élargie afin d'englober les torches industrielles. Ce système flexible permet d'étudier les effets de la vitesse des vents, de l'intensité de la turbulence, de la composition et du débit du combustible, des contaminants liquides, des diluants inertes et du modèle de bec de torche utilisé. Le fonctionnement à grande échelle de l'IET et ses systèmes de régulation précise des conditions expérimentales en font une installation unique en son genre au monde.

Le prélèvement d'échantillons de gaz de carneau peut être effectué en différents endroits de la cheminé, pour établir une valeur moyenne, ou sous forme d'échantillons discrets, en des endroits précis situés près de la flamme. L'analyse en continu des échantillons permet de déterminer leur teneur en O2, CO2, CO, SO2, NOx, CH4 et en hydrocarbures non méthaniques. La charge de particules est déterminée par échantillonnage isocinétique. Des méthodes d'échantillonnage et d'analyse plus perfectionnées ont été utilisées, avec l'aide des laboratoires du Centre de technologie environnementale d'Environnement Canada (situés sur le chemin River, à Ottawa), pour doser les COV et les HAP.haut»


Laboratoire de caractérisation

Les domaines de spécialisation du Laboratoire de caractérisation (LC) comprennent l'analyse de produits chimiques issus de procédés, de combustibles, de biocombustibles et de produits de la biomasse, de sous-produits de combustibles et de produits connexes, à l'état solide, liquide ou gazeux. Les employés du laboratoire certifié ISO 9001:2000 effectuent la caractérisation physique, chimique, élémentaire, spectroscopique, chromatographique et moléculaire d'échantillons, ainsi que l'interprétation des données. Le laboratoire offre des services d'analyse à ses divers clients et, dans de nombreux cas, on y modifie des techniques perfectionnées afin de répondre à leurs besoins particuliers.

Le Laboratoire de caractérisation effectue l'analyse d'échantillons prélevés dans les montages de laboratoire et les usines pilotes, dans le cadre des différents programmes technologiques du CTEC. Les capacités du laboratoire comprennent une vaste gamme de techniques spectrométriques, chromatographiques et d'analyse classiques, ainsi qu'un programme détaillé d'assurance qualité de l'exactitude des résultats obtenus. La prestation des services d'analyse de soutien aux programmes du CTEC comprend l'exécution d'essais normalisés de l'American Society for Testing and Materials (ASTM), de l'Office des normes générales du Canada (ONGC), de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et d'autres organismes de normalisation.

Certains des employés du laboratoire effectuent aussi des travaux de R-D qui permettent d'atteindre les objectifs de développement durable de RNCan, notamment ceux traitant des particules, de l'élaboration de profils de sources d'émission et de la répartition des particules émises par des sources mobiles dans l'air ambiant.

Notre équipe est composée de chercheurs scientifiques, de chimistes et de technologues en chimie possédant une grande expérience dans le domaine de l'analyse d'échantillons de combustibles et de produits connexes. Les vastes connaissances des membres du Laboratoire de caractérisation leur permettent de modifier des méthodes reconnues et d'en élaborer de nouvelles pour répondre à des besoins particuliers en matière d'analyse. De plus, ils participent activement aux travaux d'élaboration de normes nationales et internationales portant sur les combustibles et les méthodes d'analyse, ainsi qu'à ceux du groupe de travail du NIST et de l'EPA sur les PM2.5 (particules d'un diamètre inférieur à 2,5 micromètres) portant sur la détermination des espèces chimiques organiques, et, de concert avec Environnement Canada, ceux de divers projets sur la qualité de l'air.

L'équipement du Laboratoire de caractérisation comprend des instruments d'analyse de pointe permettant d'exécuter des méthodes d'essai et des analyses courantes. Afin de répondre aux normes de l'industrie, les capacités d'analyse du laboratoire sont constamment mises à jour, notamment en faisant l'acquisition d'équipement de laboratoire d'avant-garde comme un analyseur pouvant doser le soufre dans des échantillons de combustibles à très faible teneur en soufre (de l'ordre du ppb). Les autres appareils comprennent des instruments d'analyse thermogravimétrique avec spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (ATG-IRFT), de diffraction des rayons X (DRX) et de fluorescence des rayons X (FRX), des appareils de chromatographie gazeuse (CG) munis de divers détecteurs, y compris ceux à ionisation de flamme (FID), les détecteurs photométriques à flamme (FPD), et les détecteurs azote-phosphore (NPD) et ceux à discrimination de masse à résolution moyenne (MSD). L'appareil CG-DIF du Laboratoire est configuré avec un ensemble complet de distillation simulée. Le système haute résolution de spectrométrie de masse couplée à la chromatographie gazeuse (CGSMHR) permet d'obtenir des rapports masse/charge de fragments moléculaires d'une grande exactitude, de doser des contaminants traces de l'environnement comme des dioxines, des furanes, des hydrocarbures aromatiques polycycliques et des diphényles polychlorés, et de détecter des biomarqueurs traces dans des particules atmosphériques.

Les membres du Laboratoire de caractérisation visent à répondre aux besoins particuliers des programmes de R-D en technologie de l'énergie, en participant activement à l'élaboration de normes et de techniques et méthodes d'analyse de pointe. haut»


Système de combustion vertical - Captage de CO2

L'installation de recherche pilote (1 MBtu/h, 0,3 MWth) composée d'un système de combustion vertical sert à réaliser des travaux de recherche sur la combustion dans un mélange oxygène-gaz combustible. Les résultats des essais effectués avec différents types de charbon et du gaz naturel indiquent qu'il est possible d'obtenir un flux de gaz de carneau d'une teneur enrichie en CO2 de 98 %, tout en conservant les caractéristiques propres à une combustion classique. L'équipement de pointe du système de combustion vertical permet d'exécuter des travaux de recherche pour des clients désirant mettre à l'essai leurs techniques de combustion et d'épuration des gaz de carneau. Puisque le flux de gaz de carneau peut être entièrement capté, pour séquestration ultérieure, une centrale électrique utilisant cette technologie constituerait une installation à émissions nulles.

La combustion dans un mélange oxygène-gaz combustible implique que les combustibles fossiles réagissent avec l'oxygène plutôt qu'avec l'air, comme c'est le cas dans les systèmes de combustion classiques. La méthode est très prometteuse, notamment dans le cadre de la modernisation d'installations existantes, comme des chaudières au charbon pulvérisé, visant à récupérer le flux de gaz de carneau riche en CO2 pour séquestration ultérieure. Les travaux exécutés dans les installations de CANMET mettent l'accent sur la compréhension du processus de combustion des combustibles fossiles, en présence d'oxygène, permettant d'employer des fours et des chaudières classiques, mis à l'échelle pour effectuer la combustion en présence d'air. L'approche adoptée consiste à brûler le combustible dans un flux recyclé de gaz de carneau afin d'obtenir une flamme stable et des conditions adéquates de transfert de chaleur dans les conduits du four et de la chaudière. Un des éléments clés du programme de recherche porte sur l'étude de l'utilisation éventuelle d'un échangeur de chaleur à condensation capable de refroidir et d'épurer les gaz de carneau avant leur recyclage et leur réintroduction dans la chambre de combustion du four.haut»


Techniques énergétiques pour procédés à haute température (TEPHT)

Parmi les services offerts par le groupe des Techniques énergétiques pour procédés à haute température (TEPHT), on compte la détermination et l'évaluation des caractéristiques des charbons à coke, l'élaboration de mélanges de charbon permettant d'accroître l'efficacité des hauts fourneaux, la modélisation prédictive des propriétés du charbon et du coke, notamment de leurs propriétés chimiques et pétrographiques, ainsi que de leur comportement lors d'essais de rhéologie thermique. Les résultats de travaux de recherche concertés, exécutés avec le secteur privé, ont permis de faciliter le développement et la croissance des industries canadiennes du charbon et de l'élaboration de l'acier et d'assurer leur compétitivité.

Le four à coke de nos installations permet de réaliser un vaste éventail d'études, allant de l'analyse des propriétés et du comportement des charbons (par exemple la dilatation du charbon et la pression de carbonisation du coke) à la prestation de conseils sur l'élaboration de mélanges de charbon permettant d'accroître la qualité du coke et, de ce fait, d'améliorer l'efficacité de fonctionnement des hauts fourneaux. L'évaluation des charbons et des cokes est exécutée conformément aux normes ISO, JIS et ASTM.

Les modèles informatiques statiques et dynamiques des hauts fourneaux qu'emploient les chercheurs du groupe des TEPHT, ainsi que les installations d'injection de charbon pulvérisé de l'usine pilote, leur permettent de modéliser et d'évaluer les mélanges de charbon et les combustibles de remplacement pouvant être utilisés pour alimenter les hauts fourneaux par injection.

Dans le domaine de recherche des combustibles métallurgiques, le groupe des TEPHT constitue une installation nationale de recherche de réputation mondiale. La qualité des équipes de chercheurs scientifiques et des installations exceptionnelles du groupe a incité plusieurs partenaires nationaux et internationaux à se joindre à nos programmes. Nos compétences spécialisées dans le domaine du charbon métallurgique ont permis de mettre en oeuvre de nombreux projets de recherche d'envergure internationale avec, entre autres clients, ISPAT-Inland Steel (É.-U.), AHMSA (Mexique), Bao Shan Steel (Chine), BHPB (Australie), Nippon Steel Corporation (Japon), CORUS (R.-U. et Europe) et SAIL (Inde). Parmi nos partenaires et clients canadiens, on retrouve la Canadian Carbonization Research Association et les sociétés Dofasco Inc., Algoma Steel Inc., Elk Valley Coal Ltd. et Stelco Inc. Des petites entreprises d'exploration canadiennes dont les travaux ciblent les gisements houillers, par exemple NEMI, la Grande Cache Coal Corp. et la Western Canadian Coal Corp., utilisent nos installations pour exécuter l'évaluation de ressources et de combustibles. haut

 

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Mis à jour : 2007-07-06
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