Procesos de reducción térmica

Estos procesos son utilizados principalmente en el control de emisiones de NOx (NO y NO2) y fundamentalmente consisten en provocar una reacción química de reducción a altas temperaturas utilizando como reactivo amoniaco o compuestos formados por amoniaco.

Los procesos de reducción térmica se pueden clasificar como: Reducción catalítica selectiva y Reducción no catalítica selectiva.

En la primera se utiliza un catalizador para favorecer las reacciones químicas a temperaturas inferiores a 1370 K, pues a temperaturas más elevadas se produce un efecto contrario al que se quiere lograr, debido a la formación de óxidos de nitrógeno provenientes del amoniaco.

En cambio, en la reducción no catalítica selectiva, es posible conseguir una reacción favorable introduciendo el amoniaco en la corriente gaseosa a temperaturas más elevadas; pero para ello es necesario que las condiciones de mezcla y temperatura sean correctamente controladas.

No es recomendable utilizar la reducción catalítica cuando la corriente gaseosa a tratarse contiene elementos que pudieran causar el taponamiento o desactivación del catalizador.

Reducción Catalítica Selectiva (SCR)

Principio de funcionamiento

El proceso de SCR se basa en la reducción química de la molécula de NOx, empleando un catalizador a base de platino con sitios activados para incrementar la velocidad de la reacción de reducción.

Un agente reductor (reactivo) basado en el nitrógeno tal como el amoníaco o la urea, es inyectado en forma controlada dentro del gas de post-combustión.

El reactivo reacciona selectivamente con el gas de combustión NOx (óxidos de nitrógeno) dentro de un rango específico de temperatura y en la presencia del catalizador y oxígeno para reducir al NOx en nitrógeno molecular (N2) y vapor de agua (H2O).

La representación global de las reacciones se presenta en la siguiente ecuación: 

Reducción selectiva no catalítica (SNCR)

Principio de funcionamiento

La reducción no catalítica selectiva (SNCR) es una tecnología de control post-combustión, basada en la reducción química de los óxidos de nitrógeno (NOx) a nitrógeno molecular (N2) y vapor de agua (H2O).

Este trabajo presenta especificacionesde diseño para aplicaciones SNCR en calderas industriales grandes (mayores que 250 MMBtu/hr).

Se describe el proceso químico, los parámetros de desempeño y los componentes del sistema para SNCR. También se estiman importantes parámetros fundamentales de diseño, incluyendo la relación estequiométrica normalizada y el consumo de reactivo.

La SNCR está siendo utilizada actualmente para el control de emisiones de NOx en calderas industriales, generadores de vapor de servicio eléctrico, incineradores térmicos y establecimientosde recuperación de energía de residuos sólidos municipales.

La SNCR puede lograr eficiencias de reducción de NOx de hasta 75% en ciertas demostraciones a corto plazo. En aplicaciones típicas de campo, sin embargo, proporciona reducciones de NOx de 30 a 50%. Se han reportado reducciones de hasta 65% para algunas aplicaciones de campo de SNCR en serie con equipo de control de la combustión,tales como quemadores de bajo NOx. Los sistemas SNCR aplicados a unidades grandes de combustión (mayores que 3,000 MMBtu/hr), tienen típicamente, eficiencias de reducción de NOx más bajas (menos de 40%), debido a limitaciones de mezclado.