Brevet FR2484277A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne un procédé de réduction sélective d'oxydes nitriques de formule générale NOx engendrés, dans un processus technique de combustion, par l'oxydation à haute température de l'azote moléculaire de l'air au moyen d'oxygène atomique et la pyrolyse du combustible azoté # par addition d'ammoniac au moyen d'un courant d'agent véhiculaire dans la zone de la flamme du brûleur . Four réussir la réduction sélective de l'oxyde nitrique NO par l'ammoniac NR la Demande de Brevet Âlle- 3 mand mise à l'Examen Public sous le Ng 2.411.672, de la Société Esso Research & Engineering Co., de Linden (New Jersey, E.U.A.), propose, outre la présence d'une quantité suffisante d'oxygène et d'ammoniac dans la réaction 2 NO + 2 NHD + i 2 = 2 N2 + 3 H20 une gamme de température de 705 à 1095ex, la température indiquée comme optimale étant d'environ 1000OC On connait des procédés dans lesquels les réducteurs sont introduits dans le foyer de diverses façons Selon un procédé courant, on procède de façon que le réducteur soit pulvérisé dans le foyer, en dessus de la zone de la flamme, au moyen de jets d'air . convénient de ce procédé connu est que la façon d'introduire le réducteur dans le foyer n'assure pas la réduction des oxydes nitriques par le réducteur du fait que l'énergie mélangeuse relativement faible des jets d'air ne suffit pas à atteindre un taux de mélange satisfaisant (ctest â dire un mélange assez poussé) des produits participant à la réduction De plus, le mélange de ces participants se produit, pour la plus grande partie, dans des zones de température ne garantissant pas des conditions de réaction optimales la présente invention a donc pour objet de perfect ion- ner un procédé du genre défini au début de façon à assurer que, lors de l'addition d'agents réducteurs combinant les oxydes nitriques, ces agents seront amenés dans le foyer, conjointement avec les produits de réaction provenant de la combustion, en un point et sous une forme satisfaisant aux conditions indispensables à la réaction en ce qui concerne la température et le taux de mélange Ce but est atteint, conformément à l'invention, en amenant les réducteurs à la flamme du brûleur au moyen d'un courant d'agent véhiculaire gazeux et/ou liquide avec formation d'un voile entourant la flamme du brt- leur Diverses matières pourront etre utilisées comme agent véhiculaire .Selon un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, l'agent véhiculaire pourra etre constitué par de l'air de combustion sous forme d'un courant d'air partiel Conformément à l'inventign, il sera possible d'utiliser, comme agent véhiculaire, un mélange d'air de combustion et de gaz de fumée Il sera également possible d'utiliser du gaz de fumée pur comme agent véhiculaire Conformément au procédé de l'invention, l'agent véhiculaire pourra également se présenter sous forme d'une solution aqueuse Le réducteur pourra entre de l'ammoniac et ses compo sés réactifs tels que le carbonate d'ammonium, le formiate d'ammonium, l'oxalate d'ammonium et leurs solutions aqueuses En déterminant nettement d'avance le point et la forme de l'addition des réducteurs dans la zone de la flamme au moyen d'un courant d'agent véhiculaire gazeux ou liquide, on est assuré que la réaction des réducteurs par les oxydes nitriques des gaz brûlés se produit toujours à l'endroit où règnent les conditions de réaction les plus favorables à la mise en oeuvre du procédé Outre la détermination du point et de la forme d'addition du réducteur, il sera possible d'influer sur le choix de l'agent véhiculaire pour que la réaction se déroule d'une façon encore plus optimale .Ce sera le cas, par exemple, quand des combustibles donnant une flamme à température élevée pourraient influencer négativement la température nécessaire à la réaction En outre, le choix du courant pulsant de l'agent véhiculant le réducteur permettra de conduire le processus de mélange des produits participant à la réaction de façon à en accentuer la perfection La mise en pratique du procédé de l'ir.vention est é- crite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, par application à un brûleur à charbon pulvérisé représenté en coupe axiale schmatique sur la figure unique du dessin annexé Ce bradeur se compose d'un tube à air interne 2, d'un tube à air véhiculaire de combustible et de charbon pulvérisé 1, et d'un tube à air enveloppant 3 ; ce brûleur permet de créer une zone de combustion primaire 6 dont l'indice d'air est un multiple, compris entre 0,6 et 1,1 de la stoechiométrie . Le brûleur est conformé de façon à produire à l'intérieur de la flamme, par des procédés déterminés (tourbillonnement de l'air enveloppant, épanouissement conique de 11 embouchure du brûleur, isolement de l'air interne), une zone de reflux intensif 5 en provenance d'une zone de combustion déjà avancée . Le mélange d'air et de combustible sten trouve rapidement échauffé et enflammé .Il est possible d'agir sur l'échauffement et l'allumage en réglant la quantité d'air interne Le reliquat d'air de combustion est insufflé périphériquement, sous forme de courant d'air partiel 4, avec les réducteurs devant réagir avec les oxydes nitriques engendrés par la combustion, par une pluralité de buses, de façon 3 former, autour de la flamme, un voile de courant d'air partiel et de réducteur constituant, à l'extérieur de la flamme primaire, une flamme secondaire ou zone de post-réaction 7 alimentée en oxygène et en inducteur par le courant d'air partiel . A cette fin, le courant d'air partiel 4 est disposé en un cercle divisé correspondant au double, ou à plus du double, du diamètre du tube à air enveloppant .On est donc certain que le courant d'air partiel 4 avec les réducteurs n'atteindra la flamme proprement dite, en aval de ltembouchure dudubrûleur, qutaprès avoir parcouru un chemin d'environ une à deux fois le diamètre du tube à air enveloppant en dehors des zones des plus hautes températures . L'addition de réducteur au courant d'air partiel 4 s'effectue par une conduite 8 et dans la région de l'organe régulateur de quantité d'air partiel du fait que le tourbillonnement du courant se produisant dans cette région assure un mélange satisfaisant Dans les parties de la surface périphérique de la flamme, éloignées du courant d'air partiel 9, les gaz brumés provenant du foyer sont aspirés par échange dtimpulsions . La température de la flamme s'en trouve donc abaissée, ceci contribuant à influencer favorablement le déroulement de la réaction entre le réducteur et les oxydes nitriques gazeux REVENDICATIONS 1. Procédé de réduction sélective d'oxydes nitriques engendrés, dans un processus technique de combus tion, par l'oxydation à haute température de l'a sote moléculaire de l'air au moyen d'oxygène ato mique et la pyrolyse du combustible azoté, par addition d'ammoniac au moyen d'un courant d'agent véhiculaire dans la zone de la flamme du brûleur, caractérisé en ce que l'ammoniac et ses composés sont amenés à la flamme du bradeur au moyen d'un courant d'agent véhiculaire gazeux et/ou liquide avec formation d'un voile entourant la flamme du brûleur 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par l'air de combustion sous forme d'un courant d'air partiel. 3. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que 11 agent véhiculaire est constitué par un mélange d'air de combustion et de gaz de fumée 4. Procédé selon la Revendication t, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué unique ment par du gaz de fumée 5. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'agent véhiculaire est constitué par un liquide 6. Procédé selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'on utilise, comme agent réducteur, des composés réactifs d'am moniac tels que le carbonate d'ammonium, le formia te d'ammonium et l'oxalate d'ammonium ainsi que leurs solutions aqueuses