La mesure du débit massique dans le contrôle de l'ammoniac pour éviter les amendes

La mesure et le contrôle du débit d'ammoniac anhydre contribuent à réduire les NoX. Quel type de régulateur de débit choisir pour ces applications?

Chris King
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Contrôle de l'ammoniac anhydre pour réduire les oxydes d'azote.

La réduction sélective catalytique (SCR) est utilisée depuis plusieurs années en tant que technique de réduction du niveau d'oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement des chaudières ou des fourneaux. La SCR est une technologie qui convertit à l'aide d'un catalyseur les oxydes d'azote (NOx) en azote diatomique (N2) et en eau (H2O). Un agent réducteur est injecté dans le flux d'échappement à travers un catalyseur spécial. L'un des réducteurs les plus utilisés est l'ammoniac anhydre.

Un client de Bronkhorst, qui vendait et entretenait des chaudières et des pompes pour des applications commerciales et industrielles depuis plus de 50 ans, utilisait un régulateur de débit massique (MFC) qui n'était pas suffisamment fiable ou solide, et ses clients enregistraient donc des pertes de contrôle et de mesure de leurs niveaux d'ammoniac.

Réduction sélective catalytique

Pourquoi utiliser la mesure de débit massique dans le contrôle de l'ammoniac?

Dans un système de réduction des NOx, les régulateurs de débit massique servent à réguler le débit d'ammoniac anhydre dans les gaz d'échappement d'une chaudière ou d'un fourneau, où il est adsorbé sur un catalyseur. Les gaz d'échappement réagissent avec le catalyseur et l'ammoniac, qui transforment les oxydes d'azote en azote et en eau.

Des règlements nationaux et fédéraux très stricts sur la qualité de l'air indiquent les niveaux admissibles de NOx qui peuvent être libérés dans l'atmosphère et de très lourdes amendes peuvent être prononcées si ces niveaux sont dépassés. L'entreprise avait besoin de fournir une solution fiable et robuste à ses clients. L'application exigeait un régulateur de débit massique solide, aux résultats reproductibles et pouvant être employé dans des environnements industriels.

Quels débitmètres et régulateurs de débit peuvent être utilisés pour ce type d’application ?

La solution de Bronkhorst a été de recommander un régulateur de débit massique de la série MASS-STREAM utilisant la technologie CTA (anémométrie à température constante), idéale pour éviter les problèmes d’encrassement dans les applications de gaz industriels potentiellement polluées.

Débitmètre massique MASS-STREAM

Laissez-moi vous en dire plus sur le principe de fonctionnement de ce type de régulateur de débit et pourquoi il est adapté à ces applications.

‘CTA’ est l’abréviation de Constant Temperature Anemometry, aussi appelé « mesure à passage direct » ou « mesure en ligne ». Ce principe fonctionne avec un capteur en ligne (sans bypass) et convient pour mesurer des débits de gaz ou de liquide. Le capteur de débit CTA se compose de deux sondes en acier inoxydable (une sonde de température et une sonde chauffante). Une différence de température constante est créée entre les deux sondes. Le débit et l’énergie de la sonde chauffante nécessaires pour maintenir cette Delta T sont proportionnels et indiquent donc le débit massique du gaz.

Cette technique rend un régulateur de débit massique moins sensible aux contaminations et à l’humidité. Il présente donc une solution idéale pour la mesure du débit dans le contrôle de l’Ammoniac.

Visionnez notre vidéo sur le fonctionnement et les caractéristiques des débitmètres et régulateurs de débit CTA pour gaz

Découvrez les 5 grandes raisons d’utiliser les régulateurs de débit massique avec le principe de mesure CTA.

5 bonnes raisons pour lesquelles nous utilisons des régulateurs et des débitmètres massiques avec mesure CTA

Pourquoi choisir des débitmètres massiques à fils chauds pour mesurer des débits de gaz? Voici 5 raisons d’utiliser cette technologie.

Nicolaus Dirscherl
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La mesure de débit massique thermique basée sur le principe de la CTA, l'une des techniques de mesure de débit, est utilisée tant pour les gaz que pour les liquides. CTA est l'abréviation de « Constant Temperature Anemometry » (anémométrie à température constante), également dénommée « mesure à passage direct » ou « mesure en ligne ». Les débitmètres massiques basés sur le principe de la CTA couvrent un large éventail d'applications de mesure et de régulation dans presque tous les secteurs industriels. La régulation de brûleurs, les processus d'aération, la mesure de la consommation de gaz (dont les gaz médicaux), les tests de détection de fuites et l'échantillonnage de l'air ambiant dans les conditions atmosphériques sont des exemples de son application.

Dans la gamme proposée par Bronkhorst®, ces débitmètres à prix raisonnable élargissent le champ d'application des solutions de mesure de débit massique pour les débits plus élevés, pour des conditions de basses pressions ou dans un environnement de travail inadapté pour d’autres principes de mesure comme le by-pass thermique (capillaire).

5 bonnes raisons d'utiliser des régulateurs et des débitmètres basés sur le principe de la CTA :

  • Il s'agit de la solution de mesure thermique privilégiée pour les hauts débits de gaz, dépassant les capacités techniques d'une mesure par un by-pass thermique avec capteur capillaire et élément à flux laminaire. La mesure en ligne CTA est disponible à partir de quelques ml/min jusqu'à des centaines de milliers de m3/h, voire plus.
  • Par rapport aux méthodes classiques de débitmètres et de régulateurs thermiques avec by-pass, la construction des appareils de mesure directe CTA est moins sensible à l'humidité et aux contaminations.
  • La conception compacte et robuste de ces appareils assure la fiabilité de la mesure du débit massique ainsi qu'une excellente répétabilité. Extrêmement polyvalents, ils sont utilisés dans de nombreuses industries et applications différentes.
  • Le concept de la CTA permet de fabriquer et calibrer un instrument sur l'air ou l'azote et de le modéliser ensuite pour tout autre gaz ou mélange gazeux.
  • La perte de charge des instruments s'apparente à celle d'une longueur de tuyau droit, c'est-à-dire qu'elle est généralement extrêmement faible, voire négligeable.

Principe de fonctionnement

Le capteur CTA est constitué de deux sondes, la première servant à chauffer et la seconde étant un capteur de température. Une différence de température constante est créée entre les sondes. Quel que soit le débit réel, la CTA vise à conserver cette différence de température (Delta-T) à un niveau constant entre les deux sondes. Le débit et l'énergie de chauffage nécessaires pour maintenir cette Delta-T constante sont proportionnelles et indiquent donc le débit massique du gaz. Le débit massique réel est calculé en mesurant la puissance variable requise pour maintenir cette différence de température constante tandis que le gaz passe à travers le capteur.

Vidéo du principe de CTA du MASS-STREAM

En savoir plus sur les débitmètres et régulateurs de débit MASS-STREAM