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Auteur(s)
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Isidore JACUBOWIEZ : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Ingénieur Conseil en Énergie et Environnement auprès du groupe Elf Aquitaine et de l’Association Technique Énergie Environnement (ATEE)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les oxydes d’azote (NOx) sont considérés comme un polluant majeur par ses effets sur les écosystèmes et la santé humaine. Ils sont produits lors de la combustion dans les équipements (fours, chaudières, etc.) et les machines (turbine à gaz, moteurs...) thermiques.
La quantité d’oxydes d’azote formée lors d’une combustion peut, en partie, être réduite par action sur les conditions de cette combustion : diminution de la température maximale de la flamme, diminution de l’excès d’oxygène, etc. Lorsque ces mesures sont insuffisantes, il faut dénitrifier les fumées.
Cette dénitrification, ou réduction, peut se faire par « rebrûlage » à l’aide d’un hydrocarbure ou par injection dans les fumées de produits qui, en libérant un radical NH2 , transforme les NOx en N2 et en H2O. Cette transformation peut se faire avec ou sans catalyseur, mais dans des conditions très précises de mélange et de température.
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Réduction des oxydes d’azote3. Limitation de la formation des oxydes d’azote lors de la combustion
3.1 Principes
La réduction à la source de la quantité de NOx formée découle de ce qui a été dit 2 sur les processus de formation.
On s’efforcera de diminuer :
-
les températures maximales du milieu réactionnel ;
-
localement, la présence d’oxygène en excès.
On se rend compte de la difficulté des problèmes à résoudre en se rappelant qu’une combustion est justement une oxydation brutale et complète, assez souvent grâce à de l’oxygène en excès, de la totalité des atomes de carbone et d’hydrogène composant le combustible.
Parmi les procédés utilisés pour se rapprocher de l’objectif recherché, les plus courants sont :
-
la combustion étagée par action sur le combustible ou le comburant ;
-
la dilution de la flamme ;
-
la combustion à basse température.
3.2 Mise en œuvre
3.2.1 Combustion étagée par le combustible
Elle consiste à retarder l’injection d’une partie du combustible dans la flamme, de manière à avoir successivement, dans la flamme, une zone pauvre en combustible, donc à une température relativement limitée, suivie d’une zone à plus haute température dans laquelle se fait l’injection du restant du combustible, mais qui comporte très peu d’oxygène en excès.
-
On trouvera sur les figures 2...
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