Mesure et contrôle du NO₂ – Un défi réalisable

Cependant, cet équilibre pose également le problème de mesure et du contrôle des flux gazeux qui contiennent du NO₂ en plus fortes concentrations. C’est notammment le cas lorsqu’on utilise du NO₂ à l’état pur, lequel est en équilibre avec sa forme dimérique N₂O₄, lui-même dépendant de la température et de la pression et, en outre, sensible aux conditions de lumière et de surface (à 27°C seulement 20% de NO₂, pour 80% de dimère N₂O₄). Le mélange est très sensible à l’humidité et, en présence d’humidité, il est susceptible de réagir en acide nitrique (HNO₃) et en acide nitreux (HNO₂), lesquels sont extrêmement corrosifs.

​Défis du débit massique thermique

Habituellement, les débitmètres massiques et les régulateurs de débit massique fonctionnent sur des principes de mesure thermique (avec un capteur à bypass, ou selon le principe d’anémométrie de température constante (Constant Temperature Anemometry - CTA). Les capteurs thermiques fonctionnent sur le principe de transfert de chaleur dans le capteur. Cette méthode dépend du type de gaz, puisque le transfert de chaleur dépend directement de la capacité thermique et de la conductivité thermique du gaz à mesurer. Comme l’équilibre NO₂ / N₂O₄ dépend de la température et de la pression, les paramètres du capteur sont susceptibles de varier en permanence. Prendre en compte l’équilibre en utilisant un seul facteur de conversion d’un gaz de référence ne suffit pas, notamment dans le cas de NO₂ ou N₂O₄ à l’état pur. En utilisant des tests gravimétriques, nous avons pu déterminer qu’un sous-dosage massif peut survenir pour un dosage de NO₂ pur (environ 10 % de la valeur-cible).

Un autre défi avec l’utilisation d’un régulateur de débit massique à l’état fermé, autrement dit dont le débit est de 0 ml/min, est qu’il peut produire des pseudo-signaux pouvant atteindre 10% de la gamme du dosage maximum. Cela s’explique par le fait que le capteur contient un mélange de NO₂ et de N₂O₄ qui est influencé en permanence par la chauffe active du capteur. En conséquence, il se produit un faux transfert de chaleur dans le dispositif et un débit est relevé.
 

Ceci prouve qu’il est possible de contrôler avec précision de petites quantités de NO₂ même à des pressions d’admission très faibles. Comme cela a été dit, le dioxyde d’azote (NO₂) est une substance provenant du mélange d’oxydes d’azote (NOx). Il est également possible de réduire le niveau de NO_x par réduction catalytique sélective (Selective Catalytic Reduction - SCR). Avec cette réduction catalytique sélective (SCR), on ajoute de l’ammoniac ou des composés formant de l’ammoniac afin de former de l’eau et de l’azote pur.

Dans un post précédent, Chris King explique ce procédé et décrit comment la mesure des débits massiques contribue à contrôler l’ammoniac. Pour en savoir plus, cliquez sur ce lien : La mesure du débit massique dans le contrôle de l'ammoniac pour éviter les amendes