Combustion
La combustion se produit par la réaction entre un oxydant tel que l'oxygène et des molécules combustibles, comme le gaz naturel, l'hydrogène ou d'autres carburants.
L'industrie qui met en œuvre des processus de combustion industrielle est confrontée à plusieurs défis:
- Réduction des émissions de CO2
- -30% d'émissions de CO2 d'ici 2030-2035
- Neutralité carbone d'ici 2050
- Améliorer l'efficacité énergétique
Pour atteindre ces objectifs, il sera nécessaire d'optimiser leurs processus de combustion avec la combustion de l'oxygène et la combustion de l'hydrogène.
Solutions
L'oxygène en tant que solution
Dans la plupart des processus de combustion industriels, l'air est utilisé comme oxydant et le gaz naturel comme molécule combustible. L'air est composé de 78 % d'azote, qui doit également être chauffé et n'est pas utile au processus de combustion. Par conséquent, remplacer l'oxygène pur par de l'air ou enrichir l'air de combustion par de l'oxygène peut augmenter l'efficacité de la combustion, accroître la production, réduire la consommation spécifique de gaz naturel, réduire le volume des gaz d'échappement et réduire les émissions de CO2 et de NOx.
Avantages:
- Réduction des émissions : NOx jusqu'à 90%, CO2 jusqu'à 10-45%.
- Economies d'énergie : jusqu'à 40%.
- Augmentation de la productivité
- Amélioration du transfert de chaleur
- Ajouter une valeur
Il existe trois technologies principales pour enrichir le comburant en oxygène:
- Enrichissement global de l'air de combustion : De l'oxygène est ajouté à l'air de combustion avant que le mélange n'atteigne la zone de combustion.
- Enrichissement local à l'aide de lances d'injection d'oxygène spéciales : L'oxygène est injecté à l'aide d'une lance personnalisée, qui génère un transfert thermique optimal vers le produit en fusion.
- Brûleurs à oxy-combustion : L'oxydant est constitué exclusivement d'oxygène. Cette solution peut être appliquée lorsque le produit a un pouvoir spécifique élevé. Nous avons développé des brûleurs brevetés spécialement pour une telle application. Pour tous les types de brûleurs, le gaz naturel peut être utilisé comme combustible et certains de nos brûleurs peuvent également utiliser le fioul comme combustible. La possibilité de passer rapidement d'un combustible à l'autre peut être réalisée pour certains types de brûleurs. Contactez nos spécialistes de la combustion pour trouver la solution optimale pour votre application.
L'hydrogène comme solution
Pour réduire davantage les émissions, le gaz naturel peut également être remplacé par ou mélangé à de l'hydrogène, créant ainsi une combustion hydrogène/oxygène. La combustion de l'hydrogène et de l'oxygène n'entraîne pas d'émissions de CO2 et de NOx.
FAQ
Comment réduire la consommation de gaz naturel dans un processus industriel de combustion air/gaz naturel ?
Puisque l'air est composé de 78 % d'azote, l'utilisation d'oxygène pur à la place de l'air ou l'enrichissement de l'air de combustion en oxygène peut augmenter l'efficacité de la combustion, accroître la production, réduire la consommation spécifique de gaz naturel, diminuer le volume des gaz d'échappement et réduire les émissions de CO2 et de NOx. L'utilisation d'oxygène pur au lieu de l'air dans un processus de combustion industriel peut réduire la consommation de gaz naturel jusqu'à 40 % (selon l'application et le processus)
Comment réduire les émissions de CO2 dans un processus industriel de combustion d'air/gaz naturel?
L'utilisation d'oxygène pur à la place de l'air dans un processus de combustion industriel peut réduire les émissions de CO2 jusqu'à 45 % (selon l'application et le processus). La combustion avec préchauffage du gaz naturel et de l'oxygène permet d'utiliser la chaleur résiduelle du processus de fusion : l'énergie du flux de gaz d'échappement est utilisée via des échangeurs de chaleur pour préchauffer l'oxygène à 550°C et le gaz naturel à 450°C. Cela améliore considérablement l'efficacité de l'oxycombustion et permet une réduction supplémentaire de la consommation d'énergie d'environ 10 % par rapport à la combustion classique de carburant-oxygène. De plus, le préchauffage HeatOx réduit les émissions de CO2, également d'environ 10 pour cent par rapport à la combustion oxyfuel sans préchauffage HeatOx et de 50 pour cent par rapport à la combustion à l'air.
Comment réduire les émissions de NOx dans un processus industriel de combustion d'air/gaz naturel?
L'utilisation d'oxygène pur au lieu de l'air dans un processus de combustion industriel peut réduire les émissions de NOx jusqu'à 90 % (selon l'application et le processus).
Comment pouvez-vous réduire la consommation d'énergie en passant à un procédé d'oxy-combustion ?
L'utilisation d'oxygène pur au lieu de l'air rend la combustion plus efficace et réduit la consommation de carburant. Le remplacement de l'air par de l'oxygène permet d'économiser de l'énergie tout en réduisant le volume des gaz de combustion, car il n'y a pas d'azote à chauffer. L'utilisation d'oxygène pur à la place de l'air dans un processus de combustion industriel peut réduire la consommation de carburant jusqu'à 40 % (en fonction de l'application et du processus).
Comment pouvez-vous améliorer le fonctionnement d'un four et réduire les émissions polluantes en passant à un procédé d'oxycombustion ?
La combustion à l'oxygène améliore la flexibilité et la stabilité des opérations du four, et élimine la présence d'azote dans votre four, ce qui réduit considérablement les émissions. En effet, le niveau de NOx est plus de 10 fois inférieur à celui d'une combustion à l'air.
Comment améliorer la qualité du produit final d'un processus de combustion du verre ?
En améliorant la flexibilité et la stabilité de l'exploitation du four, vous améliorez la qualité de ce que vous produisez, notamment le verre.
Avez-vous besoin de plus de CAPEX pour une installation d'oxy-combustion que pour une installation d'air-combustion ?
L'équipement de préchauffage de petites quantités d'oxygène de combustion est moins coûteux que l'équipement de préchauffage de plus grandes quantités d'air de combustion.
Comment pouvez-vous augmenter la productivité de votre four à combustion pour la fusion du verre ?
La reconstruction d'un four a lieu tous les 8 à 15 ans. Quelques mois ou 1 à 2 ans plus tôt, vous pouvez être confronté à l'encrassement des régénérateurs de votre four, ce qui réduit considérablement la productivité. Booster la fusion du verre avec de l'oxygène est le meilleur moyen d'augmenter ou de maintenir la productivité. Il existe 3 solutions :
- Enrichir l'air en oxygène pour continuer à utiliser les brûleurs à air tout en augmentant la concentration d'oxygène dans l'air de combustion (généralement jusqu'à 23,5%).
- Oxy-boosting par injection d'oxygène pur à travers une ou plusieurs lances installées dans ou près des brûleurs d'air.
- L'ajout de brûleurs oxy-combustibles lorsqu'un four à verre nécessite un transfert de chaleur temporairement ou continuellement plus élevé, également connu sous le nom de " port zero boosting ".
- Jusqu'à 10% d'augmentation de la productivité.
- Prolonger la durée de vie du four
Quel est le sous-produit de la combustion de l'hydrogène ?
Lorsque l'hydrogène pur est utilisé comme combustible et réagit avec l'oxygène dans une réaction de combustion, la réaction produit de l'eau libérant de l'énergie.
La combustion de l'hydrogène crée-t-elle du CO2 ?"
L'hydrogène est un combustible sans carbone et, par conséquent, sa combustion avec de l'oxygène ne libère pas de CO2.
La combustion de l'hydrogène crée-t-elle des NOx ?
Lorsque l'hydrogène réagit avec de l'oxygène pur, aucune émission de NOx n'est libérée. Cependant, lorsqu'une réaction de combustion impliquant l'hydrogène utilise l'air comme oxydant, des NOx sont produits. La principale source de NOx dans la plupart des systèmes à gaz provient de l'air ambiant lui-même, car l'air est composé d'azote (N2) et d'oxygène (O2) qui réagissent l'un avec l'autre à haute température.
Que se passe-t-il lorsque l'hydrogène et l'oxygène brûlent ?
Dans une flamme d'hydrogène pur, l'hydrogène réagit avec l'oxygène pour former de l'eau : 2 H2 + O2 → 2 H2O
Comment se forme le NOx?
Les oxydes d'azote sont formés par la réaction des gaz d'azote et d'oxygène dans l'air lors d'une réaction de combustion à haute température. À des températures normales, les gaz oxygène et azote ne réagissent pas ensemble.