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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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Les oxydes d’azote4. Réduction des oxydes d’azote
Les contraintes et limitations décrites dans le paragraphe 3.3 imposent, dans un nombre important de cas, de faire appel à des techniques de réduction des NOx à l’aval de la combustion. Ces techniques de réduction peuvent d’ailleurs être combinées avec les techniques de limitation des NOx durant la combustion.
Les techniques de réduction à l’aval relèvent de trois grandes catégories :
-
la réduction sélective non catalytique (SNCR Selective non catalytic reduction ),
-
la réduction sélective catalytique (SCR Selective catalytic reduction ),
-
la destruction par recombustion (reburning ou rebrûlage).
4.1 Réducteurs
La réduction sélective qu’elle soit, ou non, catalytique, se fait par injection de produits permettant de libérer un radical NH2 qui attaque les molécules de NO et NO2. Ce sont, en particulier :
-
l’ammoniac NH3
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l’urée CO (NH2)2
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l’acide cyanurique (HOCN)3
Ces molécules très réactives, mises en contact avec des molécules de NO et de NO2 , peuvent, en présence d’oxygène, réduire ces dernières pour produire de l’azote gazeux (N2) et de la vapeur d’eau. Elle peuvent également, dans certaines conditions, former des NOx , ce qui ne va pas tout à fait dans le sens souhaité.
L’ensemble des réactions chimiques en cause forme un réseau complexe comme représenté sur la figure 15, dont on déduira surtout, que l’on a intérêt à ne pas se tromper sur les conditions de température et de mélange.
Les réactions de dénitrification...
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