Équipement GEA de contrôle des émissions Installations SCR de GEA

GEA - Leader en élimination des oxydes d'azote (DeNOx)

La réduction catalytique sélective (SCR) est un moyen qui permet de convertir les oxydes d'azote (NOx). La combustion du charbon, des produits pétroliers, du gaz naturel et des déchets domestiques et dangereux pour la production industrielle génère des émissions polluantes sous forme de gaz de dégagement. Ainsi, des quantités importantes de NOx, l'un des principaux polluants, se forment malgré une combustion optimisée. La réaction les oxydes d'azote avec d'autres éléments de l'atmosphère produit de l'ozone, qui entraîne ce que l'on appelle le smog estival. D'autres produits de réaction, tels que l'acide nitrique, atteignent l'eau et le sol avec les précipitations, sous forme de pluies acides. L'accumulation de nitrate qui en résulte a un impact négatif sur l'homme, les plantes et les animaux. Pour ces raisons, presque tous les pays industrialisés ont adopté des lois strictes visant à contrôler les émissions d'oxydes d'azote. GEA est un des leaders du marché en matière d'installations DeNOx à travers le monde, grâce au développement et à la fabrication de systèmes de dénitrification très efficaces, adaptés sur mesure aux différents besoins des clients. Une solution aqueuse d'ammoniac ou de l'urée est injectée dans les canalisations en amont de la SCR et s'évapore immédiatement. Des buses à deux fluides (ammoniac et air comprimé) sont utilisées pour l'injection de la solution d'ammoniac. Un système de mélangeurs statiques installés dans les canalisations en aval des points d'injection de l'ammoniac assurent un mélange adéquat de l'ammoniac. Le mélange de gaz et d'ammoniac pénètre dans l'unité par le haut et sort à l'horizontale par le bas. Un système de distribution de gaz (anti-tourbillon) assure une répartition adéquate du gaz sur toute la section transversale de l'unité. La réaction entre l'ammoniac et les NOx est améliorée par la présence du lit catalytique situé dans la partie inférieure de l'unité.

La réduction se produit en présence du catalyseur à une température comprise entre 250°C et 380°C (570°F et 716°F).

Les principales réactions chimiques sont les suivantes : 
4 NO + 4 NH3 + O2 -> 4 N2 + 6 H2O (1)
6 NO2 + 8 NH3 -> 7 N2 + 12 H2O (2)

Élimination du NOx / Schéma de la SCR - DeNOx

Schéma de l'élimination du NOx par SCR de GEA Bischoff
Liens vers les installations SCR de GEA Bischoff

Différents types de modules catalytiques peuvent être choisis

Modules Catalytiques SCR de GEA Bischoff
La réduction se produit en présence du catalyseur à une température comprise entre 250°C et 380°C (570°F et 716°F). Le lit catalytique est nettoyé de façon intermittente (au minimum une fois toutes les 24 heures) à l'aide d'air comprimé et de vapeur. Un bras racleur se déplace lentement sur le catalyseur et assure ainsi le nettoyage efficace de la surface supérieure et de l'intérieur des canaux.

Le lit catalytique est nettoyé de façon intermittente (au minimum une fois toutes les 24 heures) à l'aide d'air comprimé et de vapeur. Un bras racleur se déplace lentement sur le catalyseur et assure ainsi le nettoyage efficace de la surface supérieure et de l'intérieur des canaux.

Le débit d'alimentation de l'ammoniac est contrôlé par la concentration de sortie du gaz NOx. Les réactions chimiques produisent de l'azote et de la vapeur d'eau, qui font partie des composants naturels de l'air ambiant et qui peuvent par conséquent être rejetés dans l'atmosphère.

 

Principaux avantages

  • SCR offrant les meilleures performances pour une fuite d'ammoniac minimisée ;
  • fiabilité éprouvée après de nombreuses années de fonctionnement ;
  • chute de pression réduite sur l'ensemble de la SCR ;
  • capacité à atténuer l'empoisonnement du catalyseur et à prolonger la durée de vie de ce dernier.

Système de souffleur de suie

Système de souffleur de suie, gauche

Il existe des profils d'étanchéité afin de minimiser la fuite d'ammoniac.

Module de test pour analyser les pertes d'activité

Module de test pour analyse du module catalytique SCR
Ces modules sont conçus pour analyser régulièrement la durée de vie du module.

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Installation SCR pour l'industrie du ciment

Afin de réduire les émissions d'oxydes d'azote provenant des cimenteries, le procédé de réduction non catalytique sélective (SNCR) est généralement appliqué en dosant l'ammoniac ou l'urée à des températures élevées du gaz. Toutefois, ce procédé est limité en termes de rendement d'élimination des NOx, en plus de produire des émissions d'ammoniac relativement élevées (fuite). Par conséquent GEA utilise la technologie moderne de la SCR agrémentée de catalyseurs, qui fait passer la température de réaction d'environ 1000°C à des valeurs comprises entre 230°C et 400°C. Des taux de réduction élevés peuvent être obtenus tout en minimisant les fuites d'ammoniac. GEA privilégie le dispositif à faibles émissions de poussières.

DeNOx - Comparaison des systèmes

Avantages et inconvénients des systèmes SCR

Émissions de poussières faiblesÉmissions de poussières semi-faiblesÉmissions de poussières élevées
Risque d'empoisonnement++--
++ - - Risque d'incrustations++-
Fréquence des nettoyages de surface+++--
Volume de catalyseur nécessaire++-
Durée de vie du catalyseur++--
Coût d'investissement spéc.--+
Coût d'exploitation spéc.++--

Dispositif à faibles émissions de poussières

Configuration SCR de GEA Bischoff pour ciment à faibles émissions de poussières
Paramètres typiques de la SCR à faibles émissions de poussières :
Température250 - 275°C
Charge de poussière5 - 20 mg/Nm³
Ouvertures du catalyseur3,5 - 5 mm
Couches de catalyseur / pas de dispositif de nettoyagede 1 à 2

Sur l'ensemble du cycle de vie, ce type de SCR est généralement plus avantageux que d'autres dispositifs en termes de coûts d'investissement et d'exploitation (CAPEX et OPEX).

 

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SCR pour l'industrie du verre

Dans le secteur de la production de verre, GEA fournit des installations SCR-DeNOx sur mesure, caractérisées par :

  • Nettoyage hautement efficace des dépôts sur la partie supérieure du catalyseur et à l'intérieur des canaux du catalyseur. La surface supérieure est entièrement nettoyée par le bras racleur qui se déplace lentement sur toute la surface.
  • L'air utilisé pour le nettoyage est chauffé faisant passer les conduites d'air comprimé à travers le gaz propre.
  • Ce système de nettoyage est également capable de nettoyer le catalyseur dans les cas d'urgence, par ex. lors d'une perte de puissance, quand une charge de poussière plus élevée atteint la SCR.
  • Le système de nettoyage SCR de GEA maintient un haut rendement de nettoyage pendant de longues années, comme le montrent de nombreuses références, assurant ainsi une longue durée de vie du catalyseur.
  • La SCR étant positionnée directement après le filtre, aucun chauffage n'est nécessaire.
  • Le choix du module catalytique dépend principalement de la teneur en poussières à l'entrée de la SCR.

Pour la production de verre de sélénium, des procédures spécifiques doivent être envisagées

Pendant ce temps, les premières installations sont équipées de bougies filtrantes en céramique haute température avec trempage catalytique à chaud. GEA participe déjà à ce développement.

Toutefois, ce système n'est pas encore considéré comme une technologie de pointe.

 

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Unités de craquage catalytique fluide (FCC) dans les raffineries

Les raffineries varient en complexité ; les raffineries les plus complexes possèdent une plus grande capacité de conversion secondaire, ce qui signifie qu'elles peuvent produire différents types de produits pétroliers. Le craquage catalytique fluide, genre d'opération d'une unité secondaire, produit principalement des fractions plus légères supplémentaires à partir du pétrole brut. Pour ce procédé, GEA fournit des systèmes d'épuration des gaz sur mesure, y compris le traitement spécifique des effluents.

Dispositif principal du système d'épuration des gaz

SCR de GEA Bischoff pour FCC Einleitung 3
Remarque : à la place de l'épurateur et du dépoussiéreur électrique humide (WESP), un dépoussiéreur électrique sec (Dry ESP) est également envisageable

Caractéristiques des SCR de GEA pour le FCC

  • aucun encrassement du catalyseur grâce à la température d'entrée optimisée ;
  • fuite d'ammoniac minimisée / entièrement éliminée si un épurateur est présent en aval ;
  • coûts d'investissement et d'exploitation considérablement plus faibles par rapport autres systèmes DeNOx pour le FCC, tels que la génération d'ozone - pour lesquels d'autres questions relatives à la santé et à la sécurité doivent être prises en compte.

 

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