Les chambres de combustion catalytiques réalisent l’oxydation des polluants en exploitant la présence de matériaux activés spéciaux – les catalyseurs – qui facilitent la réaction de combustion, permettant une conversion à des températures de réaction plus basses que celles des chambres de combustion thermiques. Les catalyseurs utilisés pour cette application sont basés sur des oxydes métalliques ou des métaux nobles.
Oxydeurs catalytiques : caractéristiques et avantages
- Efficacité de purification élevée > 99 %.
- Totalement étanche et construit avec des aciers spécifiques issus du savoir-faire de Brofind (AISI 304, 316…).
- Réduction de la production de polluants secondaires (CO, NOx).
- Gestion télématique complète : panneau de contrôle avec automate programmable et assistance à distance.
- Système de combustion indépendant : pour assurer le bon fonctionnement du système.
- Système de combustion modulante : pour maintenir la température de fonctionnement correcte à différentes charges polluantes d’entrée.
- Rendement thermique très élevé :
- < 70 % dans le cas des systèmes équipés d’un dispositif de récupération de la chaleur.
- < 95 % dans le cas des systèmes de type régénératif.
- Peu d’entretien.
Principes de fonctionnement des chambres de combustion catalytiques
Les installations d’oxydation thermique catalytique peuvent être conçues avec différentes configurations, en utilisant :
- catalyseurs sous forme de granulés ou de monolithes (nid d’abeille) pour la réduction des polluants, par exemple dans les installations de combustion avec récupération de chaleur, afin de réduire encore la consommation de combustibles auxiliaires ;
- les catalyseurs sous forme de matériaux céramiques en vrac (selles) dans les oxydeurs catalytiques régénératifs. Il existe en effet une version régénérative du système de combustion catalytique, idéale pour les faibles concentrations.
En fonction de la composition des polluants, et donc du choix du type de catalyseur à utiliser, la température de combustion est comprise entre 280 et 400°C.
Comment fonctionne un oxydeur thermique catalytique ?
Schématiquement, on peut décrire l’activité de l’oxydeur catalytique comme suit :
- Le flux de gaz pollué est aspiré par un ventilateur qui a pour tâche de surmonter les pertes de charge dans le système ; dans les cas où le débit est variable et où l’on souhaite réduire au maximum les fluctuations de pression dans la production, on ajoute un système de régulation de l’aspiration (onduleur), qui permet également d’optimiser la consommation d’énergie en adaptant le fonctionnement de l’installation aux besoins variables de la production.
- Ensuite, l’effluent est préchauffé dans un échangeur gaz de combustion/air qui utilise la chaleur de l’effluent déjà purifié.
- Ce système d’échange de chaleur permet de récupérer 70 % de l’ énergie, ce qui permet à l’usine d’être autonome (c’est-à-dire de ne pas consommer de combustible auxiliaire), à partir d’une concentration de COV de 3-4 g/Nm³.
- Enfin, l’effluent chauffé est envoyé vers le catalyseur, où un brûleur auxiliaire complète la température, avant que l’air ne passe à travers le catalyseur, afin d’atteindre les niveaux de réduction fixés
Dans le cas des oxydeurs catalytiques régénératifs, le processus d’épuration reste inchangé, mais le système de récupération de chaleur est modifié. Avec cette version, il est possible de pousser la récupération d’énergie jusqu’à 95 % et d’atteindre l’autosuffisance à partir d’une concentration de 1,5 g/Nm³.
Comment le catalyseur est-il sélectionné ? Combien de temps peut-il durer ?
Le type de catalyseur approprié, que ce soit en termes physico-chimiques (oxydes de métaux précieux ou de métaux communs) ou en termes de conception géométrique (nid d’abeille ou pastilles), est choisi en fonction des substances organiques à réduire. Grâce à de nouvelles formulations de catalyseurs, il est désormais possible de réduire les composés organiques chlorés ou soufrés. Les installations d’oxydation thermique catalytique sont très performantes mais tendent à ne pas être très « robustes » car la présence potentielle de certains polluants dans l’air à traiter (par exemple les composés halogénés, le soufre, les silicones, les métaux lourds) peut « désactiver » le catalyseur ou, comme on le dit dans le jargon, « empoisonner » le catalyseur, ce qui rend son remplacement nécessaire.
Applications typiques et secteurs cibles
Ces machines sont généralement utilisées dans les secteurs :
- chimique
- pharmaceutique
- de la peinture
Solutions dédiées aux usines
Toutes les chambres de combustion catalytiques Brofind® peuvent être personnalisées et développées avec des solutions d’installations dédiées, telles que :
- Flexibilité dans le choix du système de chauffage (brûleur ou chauffage électrique).
- Récupération de chaleur en aval de la chambre de combustion, grâce à des solutions spécifiques de récupération d’énergie.
- Utilisation de brûleurs spéciaux à faibles émissions de NOx (Low Nox)
- Quenchers et épurateurs pour les polluants halogénés.
- Systèmes de pré-traitement et de post-traitement sur mesure
- Conception ad hoc en cas de manque d’espace.
Oxydeurs thermiques avec pré/post traitement
Les usines conçues en intégrant des sections de pré- ou post-dépollution à l’oxydeur principal sont utilisées lorsque des flux de polluants complexes doivent être traités à l’aide de plusieurs technologies différentes.
Les pré-traitements, et donc les pré-réducteurs, servent généralement à préserver l’oxydeur thermique, tant sur le plan mécanique que sur celui du processus, en réduisant la concentration de certains types de polluants, tels que :
- composés organiques de silicium
- acides inorganiques
- bases inorganiques
- aérosols
- poussières
- surpulvérisation de peinture
- brouillards d’huile et/ou micro-gouttelettes de condensat
Dans ce cas, des systèmes appropriés sont installés, tels que des cyclones, des filtres à poches ou à cartouches, des épurateurs à venturi et à tour, des panneaux filtrants, des adsorbeurs à charbon actif, des désemboueurs de différentes sortes, voire des systèmes plus complexes à évaluer au cas par cas.
Pour les post-traitements et donc pour les post-réducteurs, on trouve généralement des systèmes de refroidissement brusque tels que des quenchers suivis d’épurateurs à tour, éventuellement avec un venturi de pré-dépollution.
Parfois, des systèmes SCR ou SNCR deNOx peuvent être appliqués si la réduction des NOx à partir de composés organiques particuliers, tels que les amines, est nécessaire.
Les différents systèmes de post-dépollution sont appliqués en présence de polluants à l’entrée, comme par exemple :
- COV halogénés
- COV sulfurés
- COV azotés
- Silanes ou siloxanes
Services fournis
Choisir Brofind® signifie :
- Un service clientèle et une assistance 24 heures sur 24.
- Impartialité dans la recommandation de la technologie proposée, grâce aux différentes technologies de réduction que Brofind® possède.
- Expérience depuis 1993 dans la conception et la mise en œuvre de systèmes de réduction des émissions.
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