Brevet FR2443274A1 — publié le 19800704

L'invention concerne un procédé destiné, avec introduction d'ammoniac, à enlever simultanément des oxydes de l'azote et des oxydes du soufre de gaz provenant de combustions. La séparation des oxydes du soufre des gaz de combustion a donné lieu au développement d'un grand nombre de ce que l'on appelle des procédés de désulfuration des gaz de combustion. Dans la mesure où ces procédés opèrent par lavage, ils utilisent tous des solutions ou suspensions alcalines. Il s'est avéré que ces procédés ne sont que partiellement capables d'enlever des gaz de combustion de faibles quantités des oxydes NO que ces gaz contiennent. Parallèlement au développement et à la mise au point des procédés de désulfuration des gaz de combustion, on a également fait connaftre toute une série de procédés visant spécialement à éliminer les oxydes NO . Dans leur grande majorité, ces procédés opèrent avec introduction d'ammoniac, la réaction avec les oxydes de l'azote s'effectuant dans la plupart des cas sur des catalyseurs. Il s'agit ainsi de réactions à équilibre thermodynamique et les catalyseurs ont pour rôle d'accélérer l'obtention de cet équilibre thermodynamique. On sait que cet équilibre ne s'obtient entièrement qu'après une durée de séjour quasi infinie.En outre, l'état d'équilibre comporte aussi toujours encore une certaine quantité résiduelle de tous les constituants participant à la réaction, donc aussi dans le cas présent de NO x et de NH3. La partie des constituants inopportuns demeurant après la réaction avec les oxydes NO x peut cependant subir l'influence de la concentration du corps participant à la réaction, par exemple NH3. Plus la teneur de ce système en équilibre est grande en ammoniac et plus faible est, pour des raisons thermodynamiques, sa teneur en NO après achève x ment de la réaction. Il est cependant typique pour les réactions équilibrees que, même lorsque l'équilibre théorique est entièrement atteint, tous les corps participant à la réaction sont encore présents dans le mélange, même si leur concentration est différente de celle qu'ils avaient au début du processus. Un gaz d'échappement provenant d'un tel processus va donc toujours contenir une certaine proportion d'ammoniac. Cependant, en raison de l'état d'équilibre et malgré les frais investis en appareillage, le taux de transformation des oxydes NO n'est encore pas satisfaisant. On ne peut cependant pas x introduire une plus grande quantité d'ammoniac, qui nuirait à l'environnement, car l'on retrouve dans les gaz s'échappant de la combustion une proportion notable de cet ammoniac. Cela vaut également pour un procédé d'élimination simultanée des oxydes NO et 50 , comme celui décrit par exem x x ple dans le brevet DE-OS 2 520 540. On y enlève tout d'abord 50 des gaz d'échappement et ce n'est qu#ensuite que l'on fait x réagir les NO x Ce procédé présente donc aussi l'inconvénient de ne pas pouvoir travailler avec un excès d'ammoniac lors de l'enlèvement des oxydes NO , car l'ammoniac inaltéré lors x de la catalyse parvient à la cheminée. La présente invention vise donc à proposer un procédé qui, pour éliminer les oxydes NOx, travaille avec un excès d'ammoniac et élimine sans frais supplémentaires cet excès d'ammoniac du gaz d'échappement résiduel. On résout le problème que la présente invention s'est ainsi posé en plaçant, après un procédé d'élimination de NO dont le principe est en soi connu, un procédé d'élimi x nation des oxydes de soufre dont le procédé est également connu en soi, et en introduisant en amont des deux procédés la quantité d'ammoniac nécessaire pour l'élimination de NO x comme pour celle des oxydes de soufre. Le concept se trouvant à la base de la présente invention consiste donc à combiner un procédé quelconque travaillant avec NH3 pour éliminer NO x avec un procédé de désulfuration des gaz de combustion, par exemple selon le brevet de la République Fédérale d'Allemagne NO 2 431 130. Ce procédé connu de désulfuration opère en introduisant de l'ammoniac gazeux et produit du sulfate d'ammonium à partir des oxydes du soufre. Selon l'invention, la quantité d'ammoniac nécessaire à cet effet est introduite en un endroit (considéré en tenant compte du sens d'écoulement des gaz) qui se situe encore avant l'entrée dans la zone de mise en oeuvre du pro cédé d'élimination des oxydes NOx.La quantité d'ammoniac x nécessaire pour éliminer NOx est donc, selon l'invention, augmentée de la quantité nécessaire pour la réaction avec les oxydes SO présents dans les gaz de combustion au cours de la désulfuration subséquente. On obtient ainsi les avan tages antérieurement indiqués à propos de l'obtention d'un équilibre. Pour éliminer NOx, on peut utiliser un procédé quelconque fonctionnant à l'aide d'ammoniac et dans lequel, à la sortie, un état d'équilibre entre l'ammoniac et NO x (et éventuellement aussi d'autres constituants) influe sur le degré d'élimination des oxydes NOx. Un excès d'ammoniac est donc avantageux car il entraine une élévation importante de la vitesse de réaction.Il en résulte que les investisse ments nécessaires peuvent coûter moins ou que l'on peut utili ser de plus petits appareils ou, pour un appareillage de même #randeur, on peut obtenir un plus grand degré d'élimination des oxydes NO x Pour enlever NOx, on peut utiliser des procé dés de réduction catalytique, des procédés d'adsorption ou d'absorption, dans la mesure où ils fonctionnent avec intro duction d'ammoniac. La combinaison ou association selon l'invention présente l'avantage d'exercer un effet favorable sur le degré d'enlèvement de NO x sans laisser parvenir des quantités exces sivement élevées d'ammoniac dans la cheminée d'évacuation des gaz de combustion. La combinaison des procédés selon l'invention présuppose une installation de désulfuration avec introduction d'ammoniac, et sortie d'un gaz purifié ne conte nant que des quantités d'ammoniac si faibles qu'elles sont inférieures aux limites autorisées et correspondent donc à l'observation des règles édictées pour la protection de l'environnement et à des règles analogues. Un tel procédé est décrit par exemple dans le brevet DE-PS 2 431 130. Le déroulement de la réaction réalisée à l'aide de la combinaison des procédés selon l'invention peut par exemple se représenter par l'équation chimique ci-après L'invention présente également l'avantage économi que important de permettre de donner à l'installation d'élimination des oxydes NO de plus petites dimensions que celles des installations connues car la présence d'une plus forte proportion d'ammoniac à l'entrée de cette installation influe favorablement sur l'élimination des oxydes NO REVENDICATION Procédé utilisant une introduction d'ammoniac pour éliminer simultanément les oxydes de l'azote et les oxydes du soufre des gaz de combustion, ce procédé étant caractérisé en ce qu'un procédé d'élimination des oxydes NOx, dont le principe est connu en soi, est suivi d'un procédé d'élimination des oxydes du soufre dont le procédé est connu en soi, la quantité d'ammoniac nécessaire pour l'élimination des deux types d'oxydes étant introduite à l'entrée de l'installation de mise en oeuvre des deux procédés.