Oxizii de azot  -  NOx

Principalele doua substante care intra in denumirea mai larga de oxizi de azot (nitriu) – NOx sunt monoxidul de azot – NO si bioxidul de azot NO2.
NO nu are culoare si miros, nu este toxic sau iritant in concentratii mai mici de 100 ppm in aerul respirat.
NO2 are culoare maro – roscat, un miros intepator, acid, este un gaz foarte coroziv si puternic iritant al cailor respiratorii, putand cauza bronsite sau edem pulmonar. Cantitatea de NOx produsa intr-o camera de ardere se masoara in gazele de ardere cu ajutorul unui analizor de gaze arse si poate fi exprimata in ppm,  mg/m3 sau mg/kwh.

Conversia :
1 mg/m3  =  1 ppm x  2.04
1 mg/kwh  =  1 ppm  x  1.75

oxiziazot la centrale termice

Cele doua componente sunt produse in toate procesele de ardere in prezenta aerului, prin oxidarea azotului continut in aer, la temperaturi inalte. Reactia de oxidare a azotului este favorizata de temperaturi intre 1300 °C si 2200 °C, cu un maxim in jurul valorii de 2000 °C.
Temperaturi mari ale flacarii sunt atinse si in cazul in care arderea are loc cu exces de aer zero (λ = 1), numita si ardere stoichiometrica.
Din acest punct de vedere excesul de aer intr-o camera de ardere, desi diminueaza usor randamentul schimbului de caldura, imbunatateste calitatea arderii.

De asemenea oxizii de azot se mai produc si datorita oxidarii azotului aflat in compozitia combustibililor lichizi (motorina si CLU), in proportie de 0,02.....0,6 % in functie de sursa de petrol primar.

Din aceasta diagrama rezulta ca arderea combustibililor la temperaturi relativ mici (‘flacara rece’ sau ‘flacara albastra’) duce la micsorarea emisiei de NOx.

oxiziazot la centrale termice

Este evident ca principalele  metode de reducere a emisiei de NOx trebuie sa aiba ca efect scaderea temperaturii in camera de ardere :

Promotii Centrale termice

1.  Reducerea puterii maxime a arzatorului.
 Daca necesarul de caldura al instalatiei permite acest lucru se poate micsora flacara arzatorului, micsorand astfel temperatura in camera de ardere.

2.  Marirea volumului camerei de ardere sau modificarea formei geometrice.
Inseamna de fapt schimbarea tipului de cazan, posibil numai in stadiul de alegere a echipamentelor.

3.  Preamestecul total aer/combustibil (pentru a avea o flacara omogena).
In cazul in care amestecul aer/combustibil nu este perfect omogen la intrarea in camera de ardere se creeaza zone de flacara care ard cu exces de aer foarte mic (λ = 1), deci la temperaturi inalte si in aceste zone pot sa apara emisii de NOx.  

4.  Utilizarea arzatoarelor in doua trepte, progresive sau modulare in locul celor intr-o singura treapta.
            Prin aceasta se micsoreaza timpul in care arzatorul functioneaza la puterea maxima.

5.  Utilizarea capetelor de ardere Low NOx. Sunt modificate constructiv astfel incat o parte din gazele arse sa fie recirculate la nivelul amestecului de ardere, avand drept rezultat racirea flacarii.

6.  Recircularea exterioara a gazelor de ardere.