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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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Limitation de la formation des oxydes d’azote lors de la combustion2. Processus de formation des oxydes d’azote
2.1 Généralités
Il y a tout d’abord lieu de noter que, contrairement aux oxydes de soufre qui sont intrinsèquement liés à la teneur en soufre du combustible utilisé, la quantité d’oxydes d’azote générée lors d’une combustion, tout en dépendant, dans une certaine mesure, du combustible utilisé, est également fonction des conditions dans lesquelles s’effectue la combustion. Il n’y a donc pas de relation univoque entre les émissions d’oxydes d’azote et le combustible. Tout au plus, peut-on, quand on a une bonne connaissance d’un procédé donné, formuler un facteur d’émission (tableau 2), qui servira, entre autres, de référence de base au progrès et aux diminutions des émissions d’oxydes d’azote qui pourraient être obtenues par des recherches et mises au point ultérieures.
On distingue généralement trois processus de formation des oxydes d’azote au cours d’une combustion :
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le NO précoce ou prompt NO, qui se forme à partir d’azote moléculaire dans le front de flamme ;
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le NO thermique, qui se forme par combinaison de l’azote et de l’oxygène de l’air ;
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le NO combustible, qui se forme à partir d’azote contenu initialement dans le combustible.
2.2 Le prompt NO
Le NO précoce est formé, dans le front de flamme, par attaque du N2 de l’air par des radicaux hydrocarbonés pour donner HCN et NH.
Deux réactions types sont :
Les radicaux ainsi formés peuvent contribuer à la formation de NO suivant l’un des chemins donnés par le schéma de Miller et Bowman (figure ...
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