NOx formation and reduction by a coal, a lignite, an anthracite and a petroleum coke in conditions of cement plant calciner PDF Download

Author: Julien Cances
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Languages : fr
Pages : 229

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Book Description
L'industrie cimentière est extrêmement consommatrice d'énergie. Cette énergie est principalement fournie par la combustion de solides carbonés pulvérisés. Jusqu'à 60 % de cet apport en combustible peut être injecté dans le précalcinateur. La combustion de solides carbonés produit des polluants, au premier rang desquels on trouve les NOx. Plusieurs techniques de réduction de NOx existent à l'heure actuelle. L'une des plus prometteuses en terme d'efficacité, conjuguée à son coˆut, est le “reburning” qui consiste en une injection secondaire de combustible, créant ainsi une zone riche et favorable à la réduction des NOx. L'injection de combustibles solides dans les précalcinateurs de cimenteries s'apparente à cette technique. Ces solides interagissent avec les NOx par différents mécanismes : par l'intermédiaire de réactions dans la phase gaz avec les matières volatiles dégagées lors de la pyrolyse ; par l'intermédiaire de réactions hétérogènes entre le résidu solide et son environnement gazeux : l'oxydation du char qui produit des espèces azotées et la réduction du NO sur le char. Une démarche couplée d'expérimentations et de modélisation a été développée pour déterminer l'influence relative de ces différents phénomènes. Les combustibles utilisés sont de quatre types distincts et sont communément utilisés dans les cimenteries : lignite, charbon, anthracite et petcoke. Ainsi, les réactions hétérogènes élémentaires – dévolatilisation, oxydation du char et réduction du NO sur le char – ont-elles été caractérisées individuellement par des expériences et des modélisations spécifiques. On observe une forte disparité entre les quatre combustibles, autant sur les paramètres cinétiques des réactions hétérogènes que sur la quantités de matières volatiles dégagées. Enfin, les expériences et modélisations représentatives de l'ensemble des réactions qui se déroulent simultanément lors du reburning dans les conditions précalcinateur de cimenteries ont été conduites. Il apparaît que l'effet de la réduction du NO dans la phase gaz est du même ordre de grandeur que l'effet de la réduction sur le char après un temps de séjour des particules de 2 s. La réduction du NO sur le char croît continuellement avec la température alors que la réduction dans la phase gaz présente des singularités en fonction de la température pour les combustibles : la réduction du NO est plus faible à 900C dans le cas du lignite et du charbon qu'à 800 et 1000C. L'étude détaillée de ces singularités a été menée et a permis de déterminer les chemins réactionnels intervenant dans la formation et réduction de NOx dans la phase gazeuse