Denitrifierea gazelor de ardere prin procedee moderne

DENITRIFIEREA GAZELOR REZIDUALE PRIN PROCEDEE MODERNE

I. GENERALITĂŢI

În Europa, acidifierea se produce, în special, din cauza emisiilor de oxid de azot (32%), oxid de sulf (44%) şi, respectiv, de amoniac (24%). Reglementări internaţionale importante reclamă controlul acestui tip de emisii conducând astfel la identificarea soluţiilor tehnice şi tehnologiilor de depoluare corespunzătoare.

Abordarea procedeelor şi instalaţiilor destinate neutralizării emisiilor acide se realizează prin gruparea procedurilor pe categorii de procedee, de exemplu, procedee uscate, umede şi semiumede, selective şi neselective, procedee de reducere catalitică şi necatalitică, inclusiv metode de absorbţie, oxidare-absorbţie, reducere-absorbţie [1].

Aplicaţiile acestor procedee constă din instalaţiile existente utilizate pe scară largă precum şi din scheme de instalaţii ce constituie, în acest moment, numai o expresie a progreselor prezente în ceea ce priveşte ştiinţa şi tehnologia. Soluţiile originale prezentate fac posibilă o neutralizare eficientă şi nu s-a înregistrat până în prezent nici un transfer de agenţi poluanţi în diverşi factori de mediu. Trebuie, de asemenea, menţionată posibilitatea exploatării inclusiv a subproduşilor [2].

Tehnologile de neutralizare sunt foarte complexe, în special datorită comportamentului specific al oxizilor de azot aşa cum rezultă aceştia din procesele termice. Oxizii de azot din gazele de ardere se formează datorită combustiei cu un exces de aer. Cantitatea cea mai mare o constituie monoxidul de azot (NO) şi bioxidul de azot (NO2). Cantitatea de monoxid de azot formată creşte odată cu temperatura, pe când cea de bioxid de azot scade [3].

Monoxidul de azot se oxidează în atmosferă devenind bioxid de azot. Acesta, la rândul său, împreună cu apa, poate forma acidul azotic, contribuind astfel la creşterea acidităţii atmosferei şi respectiv a solului. O moleculă de bioxid de azot disociază sub influenţa radiaţiilor ultraviolete într-o moleculă de monoxid de azot şi un oxigen radical. Moleculele, în mod normal, reacţionează din nou formând NO2, iar dacă acest echilibru este stricat, va exista oxigen radical în exces. Oxigenul radical poate reacţiona cu o moleculă de oxigen formându-se ozon. În acest fel oxidarea fotochimică rezultată favorizează formarea smogului [2].

II. MĂSURI TEHNOLOGICE LEGATE DE REDUCEREA OXIZILOR DE AZOT

Pentru evitarea eliminării oxizilor de azot în atmosferă există două soluţii diferite: împiedicarea formării acestora şi reducerea celor deja formaţi.

Există câteva tehnici pentru împiedicarea formării de NOx în cantităţi mari, toate având ca principiu arderea cu coeficienţi de exces de aer foarte scăzuţi. Ele se numesc arzătoare de NOx scăzut [4,5].

2.1. Diminuarea oxizilor de azot prin măsuri primare

Pentru analiza măsurilor de reducere a oxizilor de azot este necesară cunoaşterea mecanismelor de formare şi, în principal, a originii, condiţiilor de formare şi contra-măsurilor (vezi tabelul 1). Recircularea gazelor arse se poate face în mod separat, sub primul nivel al arzătoarelor sau în aerul rece introdus.

Tabel 1. Mecanisme de formare a oxizilor de azot

Arzătoarele moderne sunt realizate astfel încât să reducă formarea NOx, acest fapt facându-se şi prin etajarea arzătoarelor, prin atomizarea fină a păcurii, realizată cu abur de presiune medie. Ca urmare a atomizarii, se reduce excesul de aer, oxigenul pentru combustie fiind cât mai aproape de stoichiometric, urmând o introducere suplimentară de aer la un nivel superior, unde temperatura este moderată şi pericolul formării NOx este mai redus. Aceste măsuri necesită, în general, transformări ale focarului generatorului de abur sau ale cuptorului şi, pentru majoritatea instalaţiilor, influenţeaza inclusiv puterea acestora.