Il trattamento dei fumi e l’abbattimento degli inquinanti.

I prodotti gassosi generati dalla combustione attraversano un lungo percorso di trattamento prima della loro definitiva liberazione in atmosfera, lungo il quale vengono depurati dei composti inquinanti a mezzo di diverse sezioni di abbattimento.

La prima unità di trattamento incontrata nell’impianto di Ponte Malnome è costituita dal sistema di abbattimento degli NOx, che avviene secondo un processo di riduzione

selettiva non-catalitica (SNCR) operato con adduzione di ammoniaca. Tale processo avviene laddove sono presenti le temperature richieste dalle reazioni (come descritto al capitolo 4), e può essere realizzato con l’immissione di ammoniaca tanto nella forma gassosa (o anidra) quanto in quella liquida.

Nell’impianto, non essendo ancora perfettamente definiti in fase progettuale tutti i possibili regimi di funzionamento dell’impianto ed allo scopo di permettere un a sufficiente elasticità operativa erano inizialmente previsti e fu dotato di 5 stadi di possibile immissione di ammoniaca, di cui:

• 1 nel tratto finale della camera di post combustione;

• 4 nel primo giro fumi della caldaia.

Successivi studi ed esperienze nelle condizioni operative reali hanno portato ad utilizzare solo 2 stadi (1° e 2° stadio nel primo giro fumi della caldaia) dove le temperature risultavano ottimali.

Il sistema DeNOx è oggetto di studio di questo lavoro, e sarà ampiamente descritto nel

paragrafo successivo.

In uscita dalla caldaia, la temperatura è variabile in funzione del grado di sporcamento della stessa e del carico termico istantaneamente presente. Essa deve pertanto essere adeguata ad un valore compatibile con i successivi trattamenti ed in particolare con le caratteristiche di resistenza dei tessuti filtranti del filtro a maniche.

Il valore normalmente adottato è di circa 175 °C che risulta un ottimale compromesso per:

• evitare condense acide e quindi problemi di corrosione a temperature troppo basse;

• permettere un’efficace reazione con il reagente basico (calce), tanto migliore quanto più bassa è la temperatura;

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Tale temperatura viene regolata in “torre di condizionamento” tramite immissione nebulizzata di acqua ricircolata dal processo.

La rimozione dei composti acidi avviene in due stadi, prima a secco poi ad umido. Nel primo stadio “a secco” a mezzo dell’adduzione di calce idrata (Ca(OH)2) (calce

fiore ad alto titolo) in forma granulare di piccole dimensioni. Il dosaggio di calce, potrebbe avvenire anche in tempo reale sulla base del valore strumentale di HCl rilevato dal sistema di monitoraggio al camino.

Essendo tuttavia il valore di HCl normalmente presente in uscita molto basso e vicino al valore di rilevabilità strumentale (circa 1mg/Nmc) tale sistema non viene adottato in quanto risulterebbe poco affidabile.

Il miscelamento con i fumi è assicurato nel punto d’immissione dalla turbolenza generata da un restringimento “Venturi”, che accelera la corrente in transito. In tale sezione viene inoltre iniettato un certo quantitativo di carboni attivi, per l’adsorbimento degli inquinanti organici (soprattutto diossine e furani) e dei metalli presenti.

In un reattore apposito successivo “reattore di adsorbimento” viene assicurato un tempo di contatto affinche possano avvenire le reazioni di neutralizzazione degli acidi con la calce e di adsorbimento di composti organici e metalli sul carbone.

Le polveri presenti nella corrente gassosa, (polveri provenienti dalla combustione, calce, carbone attivo), vengono quindi separate dai gas in un filtro a maniche, il quale provvede alla rimozione del particolato con un’elevatissima efficienza di rimozione. Incidentalmente le maniche di tessuto, per effetto di un consistente strato superficiale, formato dall’adesione di calce e carbone attivo, completano in maniera sostanziale le reazioni di abbattimento e rimozione dei metalli pesanti e dei microinquinanti organici nonché l’effetto di filtrazione del tessuto.

Tanto la calce quanto i carboni sono in parte ricircolati in testa al trattamento, onde assicurare tempi di contatto più lunghi, nonché favorire il completo mescolamento, e quindi permettere rese di abbattimento maggiori e costanti. La Parte non ricircolata viene estratta da un sistema a coclea, il quale raccoglie i materiali in forma fioccosa in apposite sacche di tela (dette bigbags), successivamente allontanate e smaltite come rifiuto pericoloso.

A valle del filtro a manica, i fumi, previo flussaggio forzato attraverso un gruppo moto- ventilatore, passano ad una sezione di trattamento finale, costituita da una torre di lavaggio, dotata di corpi di riempimento e che utilizza NaOH come reagente basico, al fine di completare l’abbattimento dei composti acidi (soprattutto HCl).

Un eventuale “slip” di ammoniaca non reagita verrebbe catturato in questa sezione con possibilità di invio ad un sistema di strippaggio e successivo ritorno al sistema DeNOx.

In tale stadio la temperatura viene mantenuta a valori inferiori a 60 °C e questo consente la rimozione dei metalli facilmente volatili, soprattutto mercurio, di diossine e furani. L’acqua della torre viene depurata in un sistema a carboni attivi e riciclata in parte come liquido di condizionamento. Un eventuale eccesso viene scaricato ed inviato ad ulteriore trattamento chimico fisico e biologico presso il depuratore di stabilimento.

I fumi in uscita alla torre di lavaggio hanno completato il percorso depurativo e possono essere immessi in atmosfera a valori inferiori a quelli consentiti.

Per evitare la formazione del classico pennacchio bianco per condensazione del vapore (il quale esercita forte impressione sull’opinione pubblica, pur essendo vapore) e non inficiare i sistemi di misura in continuo delle polveri (funzionanti per diffrazione di luce e quindi influenzati da eventuali nebbie) i fumi vengono inviati ad un apparato anti- pennacchio, il quale li miscela con aria calda prima dello sbocco in atmosfera per ottenere al camino una temperatura di 15 -25 °C superiore a quella di uscita dalla torre ad umido, evitando così fenomeni di condensazione sia nella canna che nelle immediate vicinanze dell’uscita, in tutte le condizioni atmosferiche.

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La corrente gassosa, spinta dal ventilatore fumi e per effetto congiunto del tiraggio naturale lascia l’impianto attraverso le 2 canne (una per ciascuna linea) di un camino di altezza di 80 metri dal piano campagna.

Tale altezza di emissione (circa 100 m slm) sovrasta di oltre 25 m la quota più alta delle colline circostanti la Valle Galeria (circa 40 – 75 m slm) e permette pertanto una diffusione degli inquinanti sopra la quota di usuale inversione termica.