Combinez notre unité de mélange innovante avec vos brûleurs éprouvés pour créer des modèles à succès pour l’avenir.

Kueppers Solutions a développé une nouvelle unité de mélange pour brûleurs à gaz en collaboration avec l’Institut pour la combustion technique de l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle, l’Institut du gaz et de la chaleur d’Essen, la Chaire des systèmes énergétiques et de la technologie des procédés énergétiques de l’Université Ruhr de Bochum et la Chaire pour la production numérique des additifs DAP de l’Université RWTH de l’Aachen. La géométrie innovante de l’unité de mélange produite en pression 3D produit un mélange gaz-air dosé avec précision qui brûle mieux et réduit l’émission d’oxydes d’azote.

 

Lors d’essais avec l’Institut du gaz et de la chaleur à Essen, en Allemagne, nous avons démontré que notre unité de mélange peut être utilisée pour construire des brûleurs qui, à 30 mg/Nm3, sont plus de 10 fois inférieurs à la valeur limite actuelle. Nous atteignons ces valeurs sans mesures secondaires, comme l’injection d’urée dans les gaz d’échappement, connue sous le nom de Ad Blue, SCR ou SNCR, qui est courante dans l’industrie automobile. Les mesures secondaires éliminent les oxydes d’azote des gaz d’échappement, mais elles coûtent toujours des ressources supplémentaires. Nous veillons à ce qu’il n’y ait même pas d’oxydes d’azote en premier lieu.

 

Cet effet a un effet particulièrement positif sur les installations de traitement thermique avec des températures de gaz d’échappement élevées : Ici, l’air de combustion est préchauffé par des échangeurs de chaleur avec l’énergie des gaz d’échappement. La consommation d’énergie de ces installations s’en trouve considérablement réduite. Cependant, les oxydes d’azote augmentent fortement en raison du préchauffage de l’air de combustion. Par conséquent, l’énergie des gaz d’échappement n’est souvent pas ou seulement insuffisamment utilisée, bien que cette mesure puisse améliorer considérablement l’efficacité de l’installation.

 

Les premières installations de référence ont été mises en service début 2019. Cependant, le marché mondial du gaz est trop vaste pour être développé par nous seuls. C’est la raison pour laquelle nous avons pu gagner des partenaires de coopération pour le développement du marché : Depuis le début de l’année 2019, nous coopérons avec Gelsenwasser AG et Stadtwerke Bochum, deux fournisseurs régionaux de gaz. L’objectif commun est de fournir l’unité de mélange nouvellement développée en tant que composant fournisseur à d’autres fabricants de brûleurs également.

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De cette façon, la technologie peut être utilisée plus rapidement et à tous les niveaux.

 

Notre vision : Nous deviendrons un fournisseur comparable aux fabricants de systèmes d’injection de l’industrie automobile. Des fabricants renommés achètent chez nous des mélangeurs pour combustibles gazeux. En effet, si l’on veut réduire considérablement les émissions d’oxydes d’azote de l’industrie, des milliers de brûleurs industriels devront être modernisés.

 

Dans le domaine des brûleurs industriels, certaines dimensions et dimensions se sont établies entre les fabricants. Tout comme le remplacement d’une ampoule électrique par une lampe à économie d’énergie, de nombreux brûleurs dans des installations existantes pourraient donc être remplacés sans avoir à remplacer l’ensemble de l’installation. Comme les systèmes de traitement thermique sont utilisés pendant 30 à 50 ans, cette option est particulièrement importante.

Comment fonctionne notre unité de mélange

Quelles valeurs sont réalistes?

Le tableau ci-contre montre les valeurs de gaz d’échappement obtenues jusqu’à présent en fonction de la température moyenne de la chambre du four (T moyenne). Lorsque la température de la chambre du four augmente, les oxydes d’azote augmentent également, car la formation d’oxydes d’azote pendant la combustion du gaz naturel dépend principalement de la température du procédé. De nombreuses installations de traitement thermique fonctionnent dans une plage de température comprise entre 800 et 1200°C. La plage de température se situe entre 800 et 1200°C. En règle générale, ces installations ont une valeur limite d’oxyde d’azote de 350 mg/Nm3 (milligrammes par mètre cube standard) sur la base de 3% d’oxygène dans les gaz d’échappement.

 

Nous étudions actuellement de manière intensive s’il est possible d’améliorer encore les valeurs des gaz d’échappement. Le tableau ci-contre montre l’état actuel de nos unités de mélange.

« People with a new idea are considered crazy until the matter is settled. »
– Mark Twain

Nos vidéos d’explication illustrent l’idée derrière le tout. Amuse-toi bien à les regarder.

Film 1 : L’idée

1. L’unité de mélange apparaît.

Film 2 : Le principe

2-flamme-temperaturmessung

2. Mesure de la température à l’intérieur de la flamme.

Making-of: De l’idée au produit

  1. Début du développement

     

    En collaboration avec l' »Institut pour la combustion technique » de l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle, l’entreprise développe une nouvelle unité de mélange pour brûleurs industriels qui permet de réduire considérablement les émissions d’oxydes d’azote provenant des installations de traitement thermique. Le projet est financé par le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie sur la base d’une résolution du Bundestag allemand.

     

    Notre approche: Le système racinaire d’un arbre comme modèle pour une unité de mélange multicanaux?

  2. prototyp1

    Le premier prototype de l’unité de mélange est prêt.

     

    Il s’agit d’un composant SLS en acier inoxydable 1.4823. Ce matériau est soudable, très résistant à la corrosion, très résistant aux acides et les tolérances sont inférieures à 30 μm

    Diverses séries de mesures sont effectuées.

     

    Avec le premier prototype, les premières séries de mesures du Gas and Heat Institute (GWI) à Essen commencent.

     

    Résultats étonnants de la série de mesures: Le prototype n° 1 (jusqu’à 600 KW) est tombé en dessous de 45 mg/Nm3.

  3. prototyp2

    Le deuxième prototype est prêt.

     

    Selon les résultats actuels, nous avons optimisé notre unité de mélange et effectuons maintenant des mesures avec notre deuxième prototype.

     

    La deuxième série de mesures a montré des valeurs encore meilleures : NOx de 25 mg/Nm3 au lieu de (autorisé) 350 mg.

  4. prototyp4

    Fabrication de la première unité de mélange en série (jusqu’à 150 KW)

     

    Après presque deux ans de développement et de recherche, le temps est enfin venu : Nous produisons notre première unité de mélange en série.

     

    Ce système est maintenant utilisé par plusieurs clients différents pour leurs premiers prototypes de référence.

  5. Stadtwerke Bochum et GELSENWASSER prennent une participation dans Kueppers Solutions.

     

    « Kueppers Solutions investit dans une technologie qui réduit les polluants, économise l’énergie et contribue à la récupération de chaleur. L’importance particulière du gaz naturel en tant que source d’énergie pour la protection du climat et l’efficacité énergétique devient évidente », a souligné Henning Deters, Président du Directoire de GELSENWASSER AG, à l’issue de la transaction.

  6. THERMPROCESS 2019 : Le premier lancement de produit public

     

    Sur notre stand dans le hall 9/ E60, nous comparerons les brûleurs conventionnels et leurs homologues correspondants avec la nouvelle unité de mélange. Nous présenterons nos séries de modèles RooN SI et RooN SC dans différentes classes de puissance, équipées de la nouvelle unité de mélange. Bien sûr, avec des valeurs d’échappement nettement améliorées !

Galerie de photos

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