FR2640728A1 - Procede et appareil de reduction de la formation d'oxydes d'azote pendant une combustion - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la réduction de la formation d'oxydes d'azote pendant une combustion. Selon l'invention, un dispositif de mélange 6, 7, 8, 9, 11 comporte un conduit 6 destiné à transmettre une partie des gaz formés dans une première étape de combustion réductrice à de l'air qui doit être introduit dans cette étape de manière que les gaz se mélangent. De préférence, les gaz de combustion sont préalablement refroidis, et ils contiennent des agents réducteurs tels que H2 et CO. La teneur en oxygène du mélange gazeux introduit dans la première étape de combustion est comprise entre 12 et 19 %. Application aux appareils de combustion, tels que les chaudières.

Description

L'invention concerne un procédé de combustion per-

mettant une réduction de la formation des oxydes d'azote pendant la combustion, dans lequel l'air nécessaire à la combustion d'un combustible est introduit en au moins deux étapes, l'air introduit étant en quantité inférieure à la quantité stoechiométrique dans la première étape, avec un coefficient compris de préférence entre 0,80 et 0,95, obtenu par mélange d'un gaz ou mélange gazeux pratiquement

dépourvu d'oxygène élémentaire à l'air qui doit être intro-

duit dans la première étape.

L'invention concerne aussi un appareil de mise en

oeuvre du procédé précité, comprenant un dispositif d'in-

troduction d'air dans un four, un dispositif d'introduction d'un combustible dans le four, et un dispositif de mélange d'un gaz, ou d'un mélange gazeux contenant moins d'oxygène que l'air, à l'air qui est destiné à être introduit au cours de la première étape de combustion réalisée avec un

rapport inférieur au rapport stoechiométrique, avant intro-

duction de l'air dans le four.

Tous les procédés de combustion provoquent la forma-

tion d'oxydes d'azote lorsque l'azote de l'air et du com-

bustible se combine avec l'oxygène en formant des oxydes de divers types. Dans la flamme réductrice, NO se forme x essentiellement à partir de l'azote du combustible, au cours d'une formation rapide, si bien qu'on obtient des oxydes dits "NOx rapides". A température élevée, on obtient

essentiellement de l'oxyde d'azote NO. Lorsque la tempéra-

ture diminue, NO se transforme facilement en autres oxydes d'azote en présence d'oxygène, essentiellement sous forme de peroxyde d'azote (bioxyde NO2). La formation des oxydes d'azote se produit à une vitesse élevée de réaction dès que

les conditions nécessaires d'équilibre chimique sont rem-

plies, c'est-à-dire essentiellement à température élevée et en présence d'oxygène. Lorsque les conditions d'équilibre sont modifiées après la formation des oxydes d'azote afin que ces oxydes se décomposent, la vitesse de réaction de décomposition est très lente, la décomposition nécessitant

essentiellement du temps, des catalyseurs et d'autres pro-

duits chimiques. Au point de vue de la sauvegarde de l'en-

vironnement, les oxydes d'azote constituent un très grand

inconvénient. Ils se forment en abondance dans les proces-

sus industriels ainsi que dans les centrales et les autres

installations des chaudières, et l'un des principaux objec-

tifs de la protection de l'environnement est la réduction

des émissions de NOx dans l'atmosphère.

Dans un exemple d'essai de réduction des émissions de NOx, les oxydes d'azote sont transformés en une autre forme de diverses manières. Ces techniques comprennent

divers procédés de réduction mettant en oeuvre des cataly-

seurs, et l'utilisation d'agents absorbants destinés à absorber simultanément les oxydes de soufre et d'azote de diverses manières. Ces procédés posent divers problèmes dont la résolution est difficile, par exemple le coût élevé et la faible disponibilité des métaux précieux utilisés comme catalyseurs, et les mauvaises propriétés d'absorption des agents absorbants. En outre, il est souvent difficile de donner à l'appareil des dimensions convenables lors de la mise en oeuvre de procédés d'absorption étant donné la variation des capacités des chaudières et d'autres facteurs analogues. Techniquement, il est plus avantageux d'essayer d'empêcher la formation des oxydes d'azote pendant l'étape de combustion, au lieu de les extraire. A cet effet, divers brûleurs à faible taux de formation de NO ont été mis au x point, et on a essayé d'effectuer la combustion dans un espace sous pression, et en outre de l'air a été transmis à la chaudière en amont des surchauffeurs. Contrairement aux

prévisions, ces procédés n'ont pas donné de résultats par-

ticulièrement bons car, en pratique, la mise en oeuvre de ces procédés a été empêchée ou notablement détériorée par

des facteurs tels que la variation des conditions de forma-

tion des oxydes d'azote, la cinétique de la réaction, les conditions de fonctionnement dans les chaudières et leurs variations. En outre, on a tenté d'extraire les oxydes d'azote à l'aide de fours à lit circulant travaillant à des températures très basses (d'environ 800 C) c'est-à-dire

dans des conditions qui défavorisent la formation de NOx.

Cependant, ce procédé a réduit le rendement des fours et leur aptitude à brûler des combustibles de types diffé- rents, car ondut réduire la température à une valeur si

faible qu'elle est proche de la température minimale néces-

saire à l'entretien continu du processus de combustion. Les procédés décrits précédemment sont très connus et on ne les décrit donc pas plus en détail (Finnish Ministry of Trade

and Industry/Energy Department D:140, Helsinki 1987).

La demande publiée de brevet allemand n 3 040 830 décrit un procédé au cours duquel des gaz provenant d'une

cheminée disposée en aval de la chaudière, qui ont totale-

ment brûlé et qui ont été refroidis, sont mélangés à de l'air destiné à être introduit dans une première zone de combustion sous-stoechiométrique afin que la quantité des oxydes d'azote formés soit réduite. Bien que ce procédé soit utile dans une certaine mesure contre la formation des oxydes d'azote, il ne permet pas un réglage suffisant de la quantité des oxydes d'azote. En outre, le recyclage des gaz

augmente le débit massique des gaz circulant dans la chau-

dière et nécessite un espace de combustion plus important et des conduits plus grands à tous les emplacements dans la

chaudière.

La teneur en NO est habituellement faible dans une zone réductrice, car elle dépend de l'effet réducteur de

l'hydrogène (H2) et de l'oxyde de carbone (CO). Ces sub-

stances décomposent NO qui peut se former, pratiquement d'après les réactions suivantes:

NO + CO -> 1/2 N2 + CO2

NO + H2 -> 1/2 N2 + H20

Au cours d'une combustion exécutée avec un rapport inférieur au rapport stoechiométrique d'une manière connue, la concentration de NO peut en principe rester inférieure à une faible valeur. Des problèmes ne se posent que lorsque les conditions deviennent réductrices ou lorsque les températures sont très élevées, c'est-à-dire au-dessus de 1 500 C. Des problèmes se posent même en présence d'un faible excès d'air qui, dans les conditions régnant dans un

four, provoque une formation rapide de NO ou à des tempéra-

tures très élevées (dépassant 1500 C) auxquelles H2 et CO ne peuvent plus empêcher la formation de NO étant donné la réduction de leur potentiel réducteur. Dans les appareils connus, ces situations se présentent en particulier dans la flamme primaire mais aussi lors de l'introduction d'air

secondaire et tertiaire. Une des raisons les plus impor-

tantes de la formation de NO dans la flamme primaire des appareils de la technique antérieure est que la flamme hétérogène contient par exemple des gouttes de combustible liquide ou des particules de carbone et, en conséquence, les gradients de concentration de l'oxygène et des gaz de

combustion sont élevés, de même que les gradients de tempé-

rature. En conséquence, il est toujours possible que des petites pointes de température apparaissent localement aux

limites des phases par exemple, lorsque la quantité d'oxy-

gène à ces emplacements est stoechiométrique ou légèrement supérieure au rapport stoechiométrique. Dans un exemple d'appareil de combustion, la température peut s'élever instantanément et localement jusqu'à 2 000 C environ. En

conséquence, la concentration locale de NO s'élève rapide-

ment jusqu'à 3 500 ppm environ (NOx rapides). NO ainsi formé ne se décompose pas de façon importante dans les conditions régnant dans la chaudière. Ainsi, il est évident

que des pointes de température, même très locales et ins-

tantanées, augmentent rapidement la concentration moyenne de NO des gaz d'échappement, cette concentration devant

rester à une valeur inférieure à 100 ppm environ.

La présente invention a pour objet un procédé grâce

auquel la formation de NOx au cours d'une étape de combus-

tion réductrice, habituellement au cours d'une combustion dite primaire, en particulier dans la flamme, peut être

réduite au minimum, et dans lequel les conditions néces-

saires à la formation de NOx sont empêchées sans x utilisation d'appareils compliqués. L'extraction de NO x après la combustion n'est pas nécessaire. Le procédé se caractérise en ce qu'un gaz ou un mélange de gaz contenant des agents réducteurs, tels que H2 et CO, est mélangé à l'air qui doit être introduit dans la première étape, en ce que la teneur en oxygène du mélange gazeux introduit dans la première étape est de préférence comprise entre 12 et 19 %, et en ce que la teneur en oxygène et le potentiel réducteur du mélange d'air qui doit être introduit sont réglés afin que la concentration des oxydes d'azote dans les gaz de cheminée, provenant de la combustion réalisée à une température de combustion adiabatique du combustible utilisé et correspondant à la teneur en oxygène fourni et

au potentiel réducteur, ne dépasse pas une valeur prédéter-

minée de la concentration.

L'idée fondamentale sur laquelle repose l'invention est le fait que l'air est introduit dans le processus de

combustion de manière que la formation de NO dans la par-

tie réductrice du four, en particulier dans la flamme qui

n'est réglable qu'avec difficulté, reste à un niveau suffi-

samment faible à toutes les températures et pour tous les rapports oxygène-combustible qui peuvent apparaître pendant cette étape de combustion. L'opération est réalisée par

mise en oeuvre de la combustion dans les conditions réduc-

trices par utilisation d'un gaz ou d'un mélange gazeux ayant une teneur en oxygène inférieure à celle de l'air ordinaire et contenant des agents réducteurs. Grâce au procédé de l'invention, la concentration des oxydes d'azote peut être réglée afin que la concentration à l'ézqulibre des oxydes d'azote dans les gaz de cheminée, et en pratique aussi leur concentration maximale, restent toujours à une

très faible valeur.

L'invention concerne aussi un appareil destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. L'appareil se caractérise en ce que le dispositif de mélange comporte au moins une cheminée destinée à transmettre une partie des gaz de la première étape de combustion à de l'air qui doit être introduit dans la première étape, afin qu'elle se mélange à

cet air.

L'idée fondamentale sur laquelle repose l'appareil

selon l'invention est que le gaz ou le mélange gazeux réduc-

teur, c'est-à-dire le gaz ne contenant pas d'oxygène ou n'en contenant que peu et contenant des agents réducteurs, et l'air sont mélangés soigneusement et introduits au moins dans la zone de la chaudière dans laquelle le combustible et l'air sont normalement mal mélangés l'un à l'autre si

bien que des pointes locales de température risquent d'ap-

paraître. Par exemple, cette zone est constituée par la

zone de combustion réductrice de la chaudière, essentiel-

lement la flamme.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est un graphique représentant l'interdé-

pendance entre la température et le coefficient d'air (rap-

port d'oxygène à la quantité théorique d'oxygène nécessaire à la combustion indépendamment des autres constituants présents dans le mélange gazeux tel que les constituants

inertes et les agents réducteurs) dans le cas d'une appli-

cation de la technique antérieure pour une concentration prédéterminée de NO lorsque la combustion est réalisée

normalement avec de l'air, et l'interdépendance de la tem-

pérature de combustion adiabatique et du coefficient d'air dans un exemple de procédé de combustion d'un combustible liquide exécuté normalement avec de l'air et avec un mélange d'air et de gaz formé de gaz de cheminée ayant totalement brûlé, provenant d'une chaudière, le mélange ayant une teneur en oxygène de 17 % (voir la demande publiée précitée de brevet allemand n 3 040 830);

la figure 2 représente à titre illustratif l'inter-

dépendance de la quantité maximale de NO obtenue au cours de la combustion de méthane pur (CH4) et le coefficient d'air lorsque le gaz entretenant la combustion est l'air, un mélange d'air et de gaz de cheminée ayant totalement brûlé comme représenté sur la figure 1, ou un mélange de gaz refroidi recyclé de la combustion réductrice d'air; et la figure 3 est un schéma d'un appareil destiné à la

mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

Sur la figure 1, la courbe AB représente à titre illustratif la température de combustion adiabatique d'un type de combustible liquide très utilisé en fonction du

coefficient d'air lorsque la combustion est réalisée norma-

lement avec de l'air. La courbe CD représente à titre illustratif la température de combustion adiabatique du même type de combustible liquide en fonction du coefficient d'air lorsque la combustion est réalisée avec de l'air dilué par des gaz de cheminée provenant d'une combustion totale, la teneur en oxygène du mélange étant de 17 %. La courbe EF représente à titre illustratif les paires des

valeurs de la température et du coefficient d'air qui cor-

respondent à la concentration de NO de 100 ppm lorsque la

combustion est réalisée normalement avec de l'air. Au-

dessus de la courbe, la concentration de NO dépasse 100 ppm. Les températures très élevées (dépassant 1 500 C) en particulier sont importantes pour l'invention; Comme les températures locales des parties les plus chaudes de la flamme peuvent se rapprocher très près de la température de

combustion adiabatique, on note-sur la figure que la con-

centration de NO de 100 ppm (point G) peut être obtenue avec un coefficient d'air aussi faible que 0,82 lorsque la combustion est réalisée normalement avec de l'air. Lors de l'utilisation d'air dilué par des gaz de cheminée ayant subi une combustion totale, la concentration de 100 ppm est atteinte avec un coefficient d'air de 0,93 (point H). Au

pire la concentration maximale de NO dans la zone réduc-

trice est d'environ 2 700 ppm lorsque la combustion est réalisée normalement avec de l'air et de 800 ppm lorsque la combustion est réalisée avec de l'air dilué comme indiqué dans cet exemple. La première valeur citée est représentée par le point I et la seconde par le point J sur la figure 1. On a constaté de façon imprévue que la formation de NO pouvait être empêchée dans la zone réductrice du brûleur et notamment dans la flamme lorsque l'oxygène nécessaire à la combustion est introduit en quantité inférieure à la quantité stoechiométrique et avec une teneur uniforme en oxygène inférieure à 21%, par mélange d'un gaz ou d'un mélange gazeux, contenant des quantités considérables d'agents réducteurs, à l'air de combustion. De cette manière, la température de combustion, notamment celle de la flamme, peut être réduite avec augmentation simultanée du potentiel réducteur si bien qu'une formation abondante

de NO n'est pas possible, ni localement ni instantanément.

x L'opération est de préférence exécutée afin que la pointe locale de température de flamme ne dépasse pas 1 500 OC environ et la concentration de l'oxygène est réduite à l'aide de gaz refroidis de cheminée, recyclés de l'étape de

combustion réductrice, et contenant par exemple de l'hydro-

gène (H2) et de l'oxyde de carbone (CO). La formation de NO est efficacement empêchée à la fois par la baisse de x

température et l'augmentation du potentiel réducteur.

Sur la figure 2, la courbe KL représente la concen-

tration maximale de NO obtenue lors de la combustion de

méthane pur (CH4) lorsque la combustion est réalisée norma-

lement en présence d'air et lorsque le processus de combus-

tion est réalisé adiabatiquement. La courbe MN représente la concentration maximale de NO lorsque des gaz de cheminée ayant subi une combustion complète ont été mélangés à l'air de combustion. La courbe ON représente à son tour un

exemple dans lequel la teneur en oxygène de l'air de com-

bustion a été réduite par addition de gaz de cheminée con-

venable refroidis provenant de l'étape de réduction, lors

d'une utilisation avec le même coefficient d'air, en quan-

tité correspondant à 24 % du débit volumique de l'air pri-

maire, si bien que des agents réducteurs H2 et CO sont

aussi recyclés de manière considérable. Il apparaît mani-

festement sur la figure que le recyclage des gaz réducteurs diminue beaucoup la concentration de NO alors que la température diminue et le potentiel réducteur augmente. Par exemple, la réduction maximale de la concentration de NO pour le coefficient d'air de 0,80 atteint 97 % avec ce coefficient de 0,80 comparé à la combustion avec air, c'est-à-dire que la concentration tombe de 0,048 mole de NO par kilogramme de CH4 (point P de la figure 2) à 0,0012 mole de NO par kilogramme de CH4 (point Q de la figure 2), cette réduction étant d'environ 73 % par rapport à la valeur obtenue lorsque des gaz de cheminée ayant subi une combustion totale sont mélangés à l'air de combustion (d'une manière correspondant au rapport entre les points Q et R). Lorsque le procédé de l'invention est utilisé, la concentration de l'oxygène ainsi que la quantité et les

possibilités de réduction des agents réducteurs, c'est-A-

dire leur potentiels réducteurs, peuvent être réglées de toute manière voulue d'après le combustible utilisé et les

autres conditions de la combustion.

On a constaté de façon imprévue que le procédé de l'invention avait sa plus grande efficacité, c'est-à-dire provoquait la plus grande réduction de formation de NO par rapport à la technique antérieure, pour des coefficients d'air compris entre 0,80 et 0,95. Il est aussi surprenant que la réduction maximale de la concentration de NO se produise dans la plage des coefficients d'air couramment

utilisée pour la combustion primaire connue dans les chau-

dières des centrales. Ainsi, le procédé de l'invention diminue de façon considérable la formation de NOX dans la flamme du brûleur, c'est-à-dire la formation de NO x rapides, cette réduction ayant été très difficile sinon impossible dans les appareils connus. La comparaison des courbes MN et ON de la figure 2 indique que, lorsqu'un gaz ou un mélange de gaz contenant les agents réducteurs est mélangé à de l'air selon l'invention, le coefficient d'air de 0,95 donne encore une concentration de NOx (point S) qui est inférieure d'environ 92 % à celle qui est obtenue par combustion avec de l'air ordinaire (point T) et inférieure de 40 % à la valeur obtenue par addition de gaz de cheminée ayant subi une combustion totale (correspondant au rapport entre les points U et S). En outre, l'utilisation de gaz de

cheminée ayant subi une combustion totale augmente la quan-

tité de gaz utilisée, si bien qu'il faut une chaudière plus importante et des cheminées plus grandes, alors que, selon le procédé de l'invention, l'augmentation du gaz et le plus grand espace nécessaire ne se rapportent qu'à la partie de la chaudière dans laquelle la combustion réductrice est effectuée. Comme l'indique aussi la figure 2, les courbes MN et ON se rejoignent lorsque le coefficient d'air est égal à 1, ceci étant dû au fait que les gaz de cheminée

formés par le combustible brûlé avec le rapport stoechiomé-

trique -ne peuvent plus contenir d'agents réducteurs de manière notable. Ceci a peu d'importance cependant pour le résultat final des processus de combustion effectués avec de plus faibles coefficients d'air. Il est essentiel selon l'invention que la surchauffe locale soit empêchée dans une

combustion à un rapport inférieur au rapport stoechiomé-

trique afin que des oxydes d'azote ne se forment pas.

La figure 3 représente schématiquement un appareil

destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention.

L'appareil comporte un brûleur, par exemple il s'agit d'une chaudière 1 ayant un four 2. Le combustible est introduit

dans le four 2 par un ou plusieurs dispositifs 3 d'alimen-

tation. Le mélange gazeux contenant de l'oxygène, néces-

saire pour la combustion, est introduit dans la même partie

du four 2 par un conduit 4 appartenant au dispositif d'ali-

mentation. en air. L'air est transmis au conduit 4 par un conduit 5, avec un gaz réducteur, c'est-à-dire au moins un mélange gazeux ne contenant pratiquement pas d'oxygène et contenant des quantités notables d'agents réducteurs, essentiellement H2 et CO, et il est transmis par un conduit 6 appartenant au dispositif de mélange par un ventilateur 7 et un mélangeur 8. Le gaz à mélanger est de préférence constitué par le gaz de cheminée tiré du four 2 dans lequel a lieu la combustion réductrice. Le gaz de cheminée qui contient les agents réducteurs est refroidi par des refroidisseurs 9 et 10 et sa quantité est réglée à l'aide d'une vanne 11. Le gaz réducteur de cheminée est mélangé, dans le mélangeur 8, à l'air qui doit être introduit dans le four. La plus grande partie des gaz de cheminée produits pendant l'étape de combustion réductrice est transmise aux étapes ultérieures de combustion, indiquées schématiquement

par une seule étape 12 de combustion. Lors des étapes ulté-

rieures de combustion, de l'air supplémentaire est intro-

duit dans la chaudière par une vanne 13 et un conduit 14 si bien que le combustible est brûlé aussi complètement que possible. A ce moment, les gaz de cheminée peuvent être refroidis à l'aide d'un échangeur de chaleur 15 puis à l'aide de refroidisseurs 16, et il est ensuite transmis par un ventilateur 17 à une cheminée 18. Suivant la quantité d'agents réducteurs qui est nécessaire, le gaz final refroidi de cheminée peut être mélangé à l'air qui doit être introduit dans le four 2 au cours de la première étape d'une manière connue, par un conduit 19, en plus du gaz de cheminée provenant de l'étape de réduction et introduit par le conduit 6, la quantité du gaz final de cheminée étant réglée à l'aide d'une vanne 20. De cette manière, la teneur en oxygène du mélange d'air et de gaz à introduire dans le four et la concentration des agents réducteurs dans ce mélange peuvent être réglées d'après les conditions de combustion et la nature du combustible utilisé. S'il existe un risque pour que la flamme ou une partie de celle-ci atteigne une température trop élevée au début de l'étape de combustion réductrice 12, avec une formation résultante excessive d'oxyde d'azote, la température de la flamme

pendant cette étape peut aussi être réduite par introduc-

tion de gaz réducteurs par une vanne 21 et un conduit 22, au début de l'étape de combustion réductrice 12. Les pertes de chaleur du brûleur peuvent être réduites par isolement des chambres de combustion par des isolations 23 et 24

schématiquement représentées sur la figure.

Il faut noter que certains des dispositifs décrits précédemment peuvent être combinés sous forme d'un tout donnant une solution encore plus avantageuse au point de vue de sa structure. Par exemple, les parties 2, 10, 12, 15

et 16 peuvent être facilement combinées.

Dans l'appareil selon l'invention, il est primordial que l'air et le gaz réducteur soient convenablement mélangés avant leur introduction dans la partie réductrice du four, et que la température de la flamme ou d'une partie

de la flamme soit réduite uniquement dans la mesure néces-

saire à la réduction de la formation de NO, sans risque d'interruption du processus de combustion. Dans le procédé

de l'invention, le rapport de mélange de l'air et du carbu-

rant est déterminé par exemple d'après le pouvoir calori-

fique du combustible utilisé, la température minimale nécessaire à l'entretien de la combustion, la composition chimique du gaz, la concentration voulue pour NOxS, les dimensions des surfaces de chauffage de la chaudière, le degré de refroidissement (température) du gaz recyclé, et

les emplacements des étapes d'introduction de gaz. En con-

séquence, ce rapport peut beaucoup varier; par exemple, la

quantité de gaz est comprise entre 10 et 70 % de la quan-

tité d'air introduit.

Il est évident que, lorsqu'un même rendement de combustion doit être obtenu, la masse volumique du gaz utilisé dans l'appareil selon l'invention est supérieure à celle des appareils classiques, bien que uniquement dans la

partie de combustion de la chaudière essentiellement.

Cependant, les dimensions de la chaudière ne changent pas

de manière importante car le recyclage est réalisé de pré-

férence uniquement pendant l'étape ou les étapes de combus-

tion à un rapport inférieur au rapport stoechiométrique et parce que l'augmentation du débit volumique du gaz est compensée pour l'essentiel par la variation de la masse volumique du gaz due à la réduction de la température. Il est aussi évident que, en théorie, le recyclage du gaz ne réduit pas le rendement de la chaudière; cependant, des pertes de chaleur variables peuvent provoquer une légère réduction de rendement. Etant donné les avantages obtenus,

cet inconvénient n'a pas une très grande importance.

L'invention présente l'avantage de permettre la construction de l'appareil sous forme peu coûteuse et bien connue, sans dispositif séparé coûteux d'extraction de NO x étant donné que la formation de NO est suffisamment x évitée. En outre, le procédé selon l'invention peut être facilement mis en oeuvre et son réglage est très facile, lorsque ces principes sont appliqués aux appareils et aux circuits de commande déjà connus. Il est aussi possible de maîtriser la formation locale importante de NOX dans les parties les plus chaudes très limitées de la flamme du

brûleur car la formation de NOx est si limitée que sa con-

centration ne peut pas dépasser une valeur limite prédéter-

minée. La concentration de NO des gaz de cheminée émis dans l'atmosphère dépend évidemment des propriétés de mise en oeuvre et de la structure de la partie d'oxydation de la chaudière.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé de combustion destiné à réduire la forma-

tion des oxydes d'azote au cours de la combustion, dans lequel l'air nécessaire à la combustion d'un combustible est introduit en au moins deux étapes, l'air étant intro- duit avec un rapport inférieur au rapport stoechiométrique dans la première étape, de préférence avec un coefficient d'air compris entre 0,80 et 0,95, dans lequel un gaz ou un mélange de gaz pratiquement dépourvu d'oxygène élémentaire

est mélangé à l'air qui doit être introduit dans la pre-

mière étape, et un gaz ou un mélange de gaz contenant des

agents réducteurs est mélangé à l'air qui doit être intro-

duit dans la première étape, caractérisé en ce que des gaz de combustion réducteurs contenant H2 et/ou CO, provenant de l'étape de

combustion avec un rapport inférieur au rapport stoechiomé-

trique, provenant de préférence de la première étape de combustion, sont mélangés à l'air qui doit être introduit dans la première étape afin que la teneur en oxygène du mélange gazeux qui doit être introduit dans la première étape soit de préférence comprise entre 12 et 19 %, et en ce que la teneur en oxygène et le potentiel réducteur du mélange d'air destiné à être introduit sont réglés afin que

la concentration des oxydes d'azote dans les gaz de che-

minée, formés au cours de la combustion réalisée à une

température de combustion adiabatique du combustible uti-

lisé et correspondant à la teneur en oxygène transmis et au potentiel réducteur, ne dépasse pas une concentration prédéterminée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de cheminée est refroidi avant d'être mélangé

à l'air.

3. Appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé

selon la revendication 1, du type qui comprend un disposi-

tif (4, 5) d'introduction d'air dans un four (2), un dispo-

sitif (3) d'introduction d'un combustible dans le four (2), t un dispositif (6, 7, 8, 9, 11) destiné à mélanger un gaz ou un mélange de gaz, contenant moins d'oxygène que l'air, à l'air qui doit être introduit dans la première étape de

combustion avec un rapport inférieur au rapport stoechiomé-

trique, avant introduction d'air dans le four (2), caracté-

risé en ce que le dispositif de mélange (6, 7, 8, 9,11) comprend au moins une cheminée (6) de gaz destinée à faire passer une partie des gaz de cheminée de la première étape

de combustion à l'air qui doit être introduit dans In pre-

mière étape afin qu'il soit mélangé à celui-ci.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de mélange (6, 7, 8, 9, 11) comporte un dispositif (9, 10) destiné à refroidir le gaz de

cheminée avant son mélange à l'air.