Les oxydes d’azote NOx sont des composés inorganiques gazeux formés par la combinaison d’oxygène et d’azote. Leur origine se trouve généralement dans différents processus de combustion, qui se produisent à des températures élevées.
Le monoxyde d’azote et le dioxyde d’azote sont les deux oxydes d’azote les plus dangereux, car ils peuvent être très nocifs sur le plan toxicologique. Le dioxyde d’azote a en outre une odeur désagréable et très forte. Malgré cela, aucun des deux n’est inflammable.
Les oxydes d’azote peuvent être générés dans diverses industries et processus tels que la production d’énergie, la combustion de charbon, de pétrole ou de gaz naturel, la galvanoplastie, le gravage de métaux, ou différents types de soudage.
L’émission d’oxydes d’azote est très dangereuse pour la santé, car elle affecte les appareils respiratoires des personnes et des animaux, pouvant entraîner des maladies respiratoires et cardiovasculaires en raison de son caractère acide. De plus, une fois émis, ils peuvent donner naissance à d’autres polluants secondaires, par exemple le PAN (nitrate de peroxiacétyle). Les réactions produites dans l’atmosphère par ces composés sont très complexes, et impliquent des radicaux tels que OH, O3, NO, et d’autres.
Pour toutes ces raisons, il est très important que les industries qui, en raison de leurs processus de production, génèrent des émissions de NOx, prennent les mesures nécessaires pour limiter l’émission de ces composés inorganiques. Les technologies de traitement de l’air pour contrôler les émissions de NOx peuvent être classées en deux groupes : celles qui s’appliquent à la combustion pour réduire la formation de NOx, ou celles consistant en le traitement de l’effluent pour éliminer les NOx.
Dans le premier cas, nous trouvons différentes options telles que les brûleurs à faible production de NOx, la recirculation des gaz, l’injection d’eau ou de vapeur, etc. Le problème de ces solutions est que, dans de nombreux cas, la réduction de NOx atteinte n’est pas suffisante pour respecter les législations strictes existantes.
C’est pourquoi il est beaucoup plus sûr d’opter pour des technologies destinées à l’élimination des NOx, qui reposent sur la rétention des NOx ou leur transformation en composés ou éléments inoffensifs. Parmi les différentes méthodes de traitement des gaz de combustion, la technologie de catalyse a prouvé être la plus efficace. Ainsi, le processus de Réduction Catalytique Sélective (SCR), qui utilise de l’ammoniac comme agent réducteur, est aujourd’hui la technologie la plus utilisée industriellement et développée dans le monde, car elle permet d’éliminer efficacement, sélectivement et économiquement les NOx.
Le processus SCR est basé sur la réduction des NOx avec NH3, en présence d’un excès de O2 et d’un catalyseur approprié, pour se transformer en substances inoffensives telles que l’eau et l’azote selon les réactions suivantes. L’ammoniac sous forme d’hydroxyde d’ammonium liquide est vaporisé, dilué avec de l’air et injecté directement dans le courant de gaz à traiter à travers un distributeur.
Cependant, il est également possible que des réactions secondaires indésirables apparaissent, comme la formation de protoxyde d’azote, ou de l’azote moléculaire et de l’oxyde nitrique, lorsque l’ammoniac réagit avec l’oxygène. Dans le cas de combustibles avec un pourcentage élevé de soufre, lors de leur combustion, du SO2 est également produit, qui peut être oxydé catalytiquement en SO3. L’oxydation du SO3 peut réagir avec l’eau et l’ammoniac non réagi pour former de l’acide sulfurique et du sulfate d’ammonium.
Les sels de sulfate peuvent se déposer et s’accumuler sur le catalyseur, entraînant sa désactivation si la température du catalyseur n’est pas suffisamment élevée, et l’acide sulfurique formé peut provoquer des problèmes de corrosion en aval dans l’installation. Par conséquent, en fonction des conditions d’exploitation requises, il est nécessaire de disposer d’un système catalytique DeNOx hautement sélectif pour réduire les NOx avec le NH3 en présence de O2, évitant toutes les réactions secondaires indésirables.
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