Chaudières à vapeur : comment réduire les émissions d'oxydes d'azote (NOx) ?

Ces dernières années, l'une des préoccupations les plus importantes de l'industrie est la question environnementale et la manière dont nous pouvons contribuer à réduire la pollution. La réduction des émissions d'oxydes d'azote (NOx) dans les chaudières à vapeur et les brûleurs industriels peut être l'un de nos meilleurs alliés dans la lutte contre l'impact environnemental.

Les NOx des chaudières, qui se composent presque entièrement d'oxyde nitrique (NO) sortant de la cheminée et généralement de dioxyde d'azote (NO2) 1% ou 2%, ont fait l'objet d'études et d'analyses approfondies dans le but de mettre au point des mesures de contrôle permettant de réduire les émissions de NOx tout en maintenant l'efficacité thermique des systèmes de chaudières industrielles.

Grâce à ces recherches, de nouvelles techniques de conception spéciales sont apparues pour les nouveaux brûleurs industriels et les chaudières des centrales thermiques afin de réduire leurs émissions polluantes.

L'une de ces techniques est la recirculation interne forcée (FIR), qui combine la combustion prémélangée avec une recirculation interne partielle des gaz de combustion et de l'état de l'air. De cette manière, le mélange combustion-air des systèmes de chaudières industrielles peut être contrôlé, ce qui permet d'atteindre les objectifs suivants

• Pour obtenir une combustion stable et uniforme.
• Réduire au minimum les températures maximales des flammes.
• Éviter la formation de poches d'oxygène élevées.
• Améliorer le transfert de chaleur pour réduire les températures de combustion.

Il permet également de réduire la formation de NOx tout en conservant les bonnes caractéristiques de combustion du combustible. Les brûleurs conventionnels qui nécessitent un 35% FIR pour atteindre des niveaux de NOx inférieurs à 9 ppm en sont un exemple.

FIR ou FGR pour la réduction des NOx dans les chaudières à vapeur ?

La recirculation interne forcée (FIR) est plus efficace sur le plan énergétique que les brûleurs concurrents qui utilisent des niveaux élevés de recirculation interne forcée, un faible excès d'air ou l'injection d'eau ou de vapeur. En outre, les méthodes concurrentes sont pénalisées sur le plan énergétique par des pertes de cheminée et des besoins en puissance de ventilateur plus élevés.

Toutefois, pour les installations existantes, la méthode FGR (recirculation des gaz de combustion) offre les conditions économiques les plus favorables et potentiellement les réductions d'émissions les plus importantes. Le recyclage des gaz de combustion permet de réduire la formation de NOx en diluant le mélange gaz-air et en abaissant ainsi la température de la flamme.

Les gaz de combustion doivent être mélangés à l'air de combustion qui passe par les brûleurs industriels, de sorte que la recirculation des gaz de combustion par le bas de la chaudière a peu d'effet sur la formation de NOx. En fait, des études ont permis d'obtenir des réductions d'émissions de plus de 50% avec une recirculation des gaz de combustion comprise entre 20 et 40%.

La recirculation des gaz de combustion dans la partie inférieure de la chambre de combustion a été plutôt inefficace pour réduire la formation de NOx * la réduction n'était que d'environ 15% à 20% avec des niveaux d'O2 inférieurs à environ 0,8%, la recirculation des gaz de combustion a eu très peu d'effet sur la formation de NOx.

Ces résultats reflètent la théorie selon laquelle les gaz de combustion doivent être mélangés dans la flamme pour être efficaces et, lorsque le mélange est bon, les gaz de combustion servent de diluant, réduisant ainsi le pic de température de la flamme et la formation de NOx.

En outre, l'expérience montre que pour réduire les émissions de NOx des brûleurs industriels modernes à 30 ppm ou moins, corrigées à 3% O2 comme l'exigent actuellement certains pays en matière de qualité de l'air, il faut réduire la teneur moyenne en oxygène de l'air du brûleur à 18% (l'air frais contient 20,9%O2). En connaissant cette valeur et la teneur en oxygène des gaz de combustion, il est possible de déterminer le pourcentage de FGR nécessaire.

Si vous souhaitez plus d'informations sur nos brûleurs industriels et la réduction des NOx dans les chaudières à vapeur, nous contacter N'hésitez pas à nous contacter et nous nous ferons un plaisir de vous conseiller.