Introdução ao Princípio do Processo
Na ausência de catalisador, utiliza-se um agente redutor para converter os óxidos de nitrogênio presentes nos gases de combustão em nitrogênio inofensivo e água. A "Redução Não Catalítica Seletiva" (Selective Non-Catalytic Reduction, abreviadamente SNCR) é um método de desnitrificação que não requer catalisador. Para obter uma atividade química mais forte, a tecnologia SNCR necessita operar em temperaturas elevadas da fornalha (900-1150°C), utilizando agentes redutores aminados, como amônia ou ureia, para reduzir seletivamente os NOx presentes nos gases de combustão.
De modo geral, é difícil obter uma mistura uniforme do agente redutor na fornalha ou nos dutos de gás, e a eficiência de desnitrificação da SNCR será inferior a 50%, enquanto a eficiência de desnitrificação de tecnologias que requerem catalisador pode atingir mais de 90%. Devido ao baixo custo de investimento e à facilidade de reforma, a tecnologia SNCR é adequada para aplicação combinada com outras tecnologias de desnitrificação, tendo, portanto, obtido ampla aplicação em caldeiras a carvão, especialmente em projetos de reforma de desnitrificação em usinas antigas.
Princípio Químico
Os óxidos de nitrogênio nos gases de combustão da caldeira incluem NO e NO2, sendo que o NO representa mais de 90% dos NOx nos gases de combustão. Portanto, o processo de desnitrificação concentra-se principalmente na remoção do NO.
As equações das reações químicas são:
CO(NH2)2→2NH2+CO
NH2+NO→N2+H2O
CO+NO→N2 +CO2
A equação geral da reação é:
NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+2H2O
4NH3+5O2— 4NO+ 6H2O
Em temperatura adequada da fornalha, os NOx reagem com o agente redutor (ureia), gerando nitrogênio inofensivo, dióxido de carbono e água (ver Equação 1.1). Em temperaturas excessivamente altas, a própria ureia pode ser oxidada a NOx, aumentando, ao contrário, as emissões de NOx (ver Equação 1.2).
Principais Equipamentos e Funções do Sistema do Processo
1. Sistema de armazenamento e preparação do agente redutor: A capacidade total de armazenamento do sistema de armazenamento é projetada com base no consumo total de 5 dias da caldeira SNCR sob condições BMCR;
2. Sistema de dosagem, distribuição e transporte: O sistema de dosagem e distribuição é equipado com filtros para evitar o entupimento dos equipamentos;
3. Sistema de injeção: Através de lanças de injeção, o agente redutor é pulverizado na fornalha na janela de temperatura adequada;
4. Sistema de controle elétrico: Configurado com um sistema completo e independente de instrumentação e controle.
