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Concept
Réduction non catalytique sélective
Résumé
La réduction non catalytique sélective est une méthode de réduction des émissions d'oxydes d'azote dans les gaz de combustion ou d'incinération. Elle consiste à injecter un agent réducteur azoté pour réduire les NOx en diazote. Cette méthode traitement des fumées, comme la réduction catalytique sélective, fait partie des meilleures technologies disponibles validées par la Communauté Européenne pour la réduction des émissions de polluants pour l'incinération de déchets et pour les grandes installations de combustion.
L'objectif est de transformer les deux molécules formant les oxydes d'azote : NO et NO2, en diazote. Pour cela, on utilise un agent réducteur qui contient lui-même un ou plusieurs atomes d'azote. Trois molécules sont utilisées dans la pratique :
l'ammoniac : NH3 ;
l'urée : CO(NH3)2 ;
l'acide isocyanurique : (HOCN)3.
Historiquement, NH3 a été la première molécule étudiée et R. K. Lyon a breveté le procédé en 1973 sous la dénomination Thermal DeNOx. Les réactions globales peuvent s'écrire:
4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O
2 NO2 + 4 NH3 + O2 → 3 N2 + 6 H2O
Le mécanisme de ces réactions est en fait beaucoup plus complexe et comprend plusieurs dizaines de réactions élémentaires mettant en jeu des espèces intermédiaires radicalaires. Contrairement à la réduction catalytique sélective, on n'utilise pas de catalyseur, il est donc nécessaire d'avoir une température relativement élevée: entre 750 et 1100°C.
L'ammoniac étant un gaz toxique, l'utilisation de l'urée s'avère intéressante puisqu'on peut l'utiliser sous forme solide. Aux températures élevées, on observe la réaction:
CO(NH3)2 + H2O → CO2 + 2 NH3
L'urée permet donc de générer in situ dans le réacteur de l'ammoniac.
L'acide isocyanurique se présente aussi sous forme solide, par sublimation à haute température, on obtient HNCO qui peut servir d'agent réducteur azoté. Ce procédé a été breveté sous le nom RapreNOx.
Les NOx sont en général formées dans des réactions se déroulant à haute température (entre 1000°C et 2000°C).
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