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Reducción selectiva no catalítica

La reducción selectiva no catalítica (SNCR) es un método para disminuir las emisiones de óxido de nitrógeno en centrales eléctricas convencionales que queman biomasa, residuos y carbón. El proceso consiste en inyectar amoníaco o urea en la cámara de combustión de la caldera en un lugar donde el gas de combustión se encuentra entre 1.400 y 2.000 °F (760 y 1.090 °C) para reaccionar con los óxidos de nitrógeno formados en el proceso de combustión. El producto resultante de la reacción química redox es nitrógeno molecular (N2), dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

La conversión de NOx nocivo a N2 inocuo se describe mediante la siguiente ecuación simplificada:

4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

Cuando se usa urea, se produce la pre-reacción para convertirla primero en amoníaco:

NH2CONH2 + H2O → 2NH3 + CO2

Al ser una urea sólida, es más fácil de manejar y almacenar que el amoníaco más peligroso (NH3), por lo que es el reactivo de elección.

La reacción requiere un tiempo de reacción suficiente dentro de un cierto rango de temperatura, típicamente 1,400 y 2,000 °F (760 y 1,090 °C), para ser efectiva. A temperaturas más bajas, el NO y el amoníaco no reaccionan. El amoníaco que no ha reaccionado se llama deslizamiento de amoníaco y es indeseable, ya que el amoníaco puede reaccionar con otras especies de combustión, como el trióxido de azufre (SO3), para formar sales de amonio.

A temperaturas superiores a 1093 °C, el amoníaco se oxida:

4 NH3 + 5 O2 -> 4 NO + 6 H2O

En ese caso, se produce NO en lugar de eliminarse.

Otra complicación es la mezcla. En general, se formará más NO en el centro del recipiente de reacción y menos cerca de las paredes, ya que las paredes son más frías que el centro. Por lo tanto, más amoníaco debe encontrar su camino hacia el centro y menos cerca de las paredes, de lo contrario, NO en el centro se encuentra con amoníaco insuficiente para la reducción y el exceso de amoníaco cerca de las paredes se desliza.

Aunque en teoría la reducción selectiva no catalítica puede lograr la misma eficiencia de aproximadamente el 90% que la reducción catalítica selectiva (SCR), las restricciones prácticas de temperatura, tiempo y mezcla a menudo conducen a peores resultados en la práctica. Sin embargo, la reducción selectiva no catalítica tiene una ventaja económica sobre la reducción catalítica selectiva, ya que el costo del catalizador no existe.