PRESENTAZIONE DI CASI DI STUDI SU TERMOVALORIZZATORI INDUSTRIALI

Di seguito vengono riportati alcuni esempi di impianti di termovalorizzazione su cui sono stati installati i filtri catalitici della Remedia

• Termovalorizzatore MSW di IVRO (Belgio)

Questo termovalorizzatore per rifiuti solidi urbani è localizzato a Roeselare, in Belgio. L’impianto è stato costruito nel 1976 e comprende due linee indipendenti di trattamento dei rifiuti, la cui configurazione è illustrata nella Figura 7. Il trattamento dei gas esausti in un primo tempo avveniva tramite un elettrofiltro (ESP) ed iniezione di calce con filtrazione su filtri a manica. I gas trattati dalle due linee convergono in un unico camino. Col passare degli anni, la capacità di ogni linea è aumentata da 3,2 ton/h a 4 ton/h di rifiuto e nel 1996 la nuova regolamentazione sulle emissioni costringe i gestori ad installare il sistema d’iniezione di carbone attivo in polvere (PAC).

In questo sistema il carbone attivo doveva essere alimentato alla temperatura di 200-230°C. In questo range di temperatura la corrosione può essere minimizzata, tuttavia resta alto il rischio di incendio sui filtri a manica. Per evitare i rischi di incendio e di arresto dell’impianto si ricercano soluzioni alternative e nel 1997 i filtri catalitici vengono installati in tre compartimenti sui 20 presenti. I risultati dei test condotti per verificare l’efficienza di questi ultimi sulle diossine hanno portato nel 1998 alla sostituzione di tutti filtri a manica con i filtri catalitici.

Figura 7 - Configurazione dell’impianto di depurazione di gas di IVRO.

Condizioni operative dell’impianto di depurazione Risultati dei test effettuati

Incinerator capacity: 2*199 ton/d

Operating Temperature: 200-250°C Dry Adsorption System (Spongiacal)

Fabric collector,Remedia Filtration Area: 2*760 m2

Air flow: 2*35000 Nm3/h

Operation Time: 90.000 hours

PCDD/F Inlet Concentration: 3 - 6 ngTE/m3 Particulate Emission: < 1mg/m3

Loss of Catalyst Activity: <5% PCDD/F Emission: << 0,1 ngTE/m3

Figura 8 - Risultati della misura di PCDD/F effettuati sull’inceneritore di IVRO (Belgio)

I risultati ottenuti sull’impianto dopo la parziale sostituzione dei filtri a manica con filtri catalitici e la loro totale sostituzione sono riportati nella figura 8. Questi risultati confermano un’efficienza di decomposizione delle diossine, di tutti isomeri e del particolato superiore a 99%, una piccola frazione (0,01%) rimane invece adsorbita sui filtri.

• Termovalorizzatore MSW di IMOG (Belgio)

Questo termovalorizzatore (figura 9) messo in funzione nel 1987 è di proprietà della IMOG. Il rifiuto è trattato in due fornaci, ciascuno di capacità di 40.000 ton. annue. La caldaia produce 22 ton./h di vapore. L’impianto di trattamento dei gas prevede un elettrofiltro (ESP) per ogni linea ed in seguito il gas di entrambe le linee viene convogliato in un'unica linea di lavaggio, consistente in una torre di raffreddamento, una di lavaggio acido ed una di lavaggio basico (3 torri

separate), seguite dai filtri a maniche ed un sistema SCR per il controllo degli NOx. Lo schema dell’impianto è rappresentato nella figura 10.

Figura 9 - Foto dell’impianto di incenerimento MSW di IMOG.

Configurazione dell’impianto

Capacità di trattamento dell’impianto

In tutte le regioni Flanders le diossine sono state continuamente misurate nei termovalorizzatori per verificare gli impianti a norma (emissione < 0,1 ng I- TEQ/Nm3). Per migliorare la qualità delle emissioni, è stata presa in considerazione l’aggiunta del PAC nella torre di lavaggio, ottenendo migliori risultati. Tuttavia per le difficoltà a mantenere costante quel valore, è stata decisa l’installazione di filtri catalitici Remedia per il controllo del particolato e delle emissioni di diossine.

L’impianto con la presenza dei filtri catalitici ha funzionato per 14 mesi senza l’iniezione di additivi e le emissioni erano sotto il valore limite. I risultati hanno anche evidenziato un abbassamento della quantità di particolato raccolto da 6700 kg a 15 kg.

Condizioni Operative dell’impianto di depurazione

Incinerator Capacity: 2 * 100 ton/d

Operating Temperature: 200-250°c Dry Adsorption System (Spongiacal)

Fabric Collector , Remedia Filter Area 2 * 760 m2

Air Flow: 2 * 35.000 Nm3 / h

Incineration Capacity: 2 * 125 tons/d

Air Flow: 87.000 Nm3 / h

Operating Temperature: 200°C

Risultati dei test effettuati

Operation Time 60.000 hours

Loss of Catalyst Activity: < 1% PCDD/F Inlet Concentration: 2 ngTE/m3

Particulate Emission: < 1 mg/m3

• III. Thonon-les-bains (Francia)

Il termovalorizzatore di Thonon-les-bains tratta i rifiuti urbani di 30 comuni ed è gestito da STOC (sindacato di trattamento dei rifiuti urbani); la società di trattamento è RONAVAL del gruppo CGEA ONYX.

Configurazione dell’impianto

L’impianto è entrato in funzionamento nel 1988 e consiste in una linea di trattamento dei rifiuti urbani con una capacità 36.500 ton annue, in una caldaia che produce 14 ton/h di vapore. I gas di combustione sono trattati da 2 ESP in serie seguite da un sistema di adsorbimento a secco (iniezione di BICAR) e dai filtri a maniche. La configurazione dell’impianto è sotto rappresentata:

Figura 11. Configurazione dell’impianto di depurazione di gas di Thonon -les-bains

Per rispettare le nuove direttive 2000/76/EC del Parlamento Europeo (4 Dicembre 2000) che ha fissato il limite delle emissioni di PCDD/F a 0,1 ng- TEQ/Nm3 con 11%O2, le autorità locali hanno deciso di installare i sistemi di misurazione per controllare i PCDD/F, al fine di conformarsi nel minor tempo possibile alle suddette nuove normative. Dopo diverse proposte, si è optato per l’uso dei filtri catalitici. La configurazione è rimasta la stessa, sono soltanto stati sostituiti i filtri a manica con i filtri catalitici.

Incineration Capacity: 2 * 100 ton/d

Fabric Collector, Remedia Filtration Area 2 * 760 m2 Operating Temperature: 200 - 250°C

Dry Adsorption System (Spongiacal)

Condizioni Operativi

Risultati dei test effettuati

In conformità con EN 1948, molte misure della concentrazione di diossine sono state effettuate sui camini dei termovalorizzatori. I risultati sono presentati nella fig.12.

Figura 12. Risultati delle misure effettuati sul camino dell’inceneritori

Si nota che prima dell’installazione dei filtri catalitici Rimedia, la concentrazione di PCDD/F era di 1,9 ng I-TEQ/Nm3 mentre dopo la loro installazione questo livello si è abbassato al di sotto del valore fissato dalle nuove normative. Inoltre sono stati anche evidenziati: a) una diminuzione del numero di cicli di pulizia ad un decimo di quelli necessari precedentemente; b) una diminuzione di circa 20% -30 % in meno degli additivi rispetto alle operazioni precedenti all’installazione dei filtri catalitici.

Incineration Capacity: 125 ton/d

Fabric Collector, Remedia Filtration Area 1000 m2

Air Flow: 40000 Nm3/h

Operating Temperature: 200°C

5.7. CONCLUSIONI

Le conclusioni che si possono trarre rispetto alle possibili applicazioni di questi sistemi sono:

1. Questa tecnologia permette contemporaneamente sia la distruzione delle diossine che un efficiente controllo del particolato presente nel gas da trattare. 2. I materiali sembrano funzionare molto bene, con temperature operative piuttosto basse (180-200°C) ed avere tempo di vita lungo (8-10 anni). Il filtro catalitico però ha un costo notevolmente più alto rispetto al filtro a manica classico prodotto della stessa azienda (circa 3 volte tanto).

3. Gli utilizzi principali di questi sistemi sono modifiche su impianti esistenti in cui è necessario effettuare, senza grossi investimenti, una riduzione delle emissioni di diossine. In generale, i sistemi trovano applicazione importante dove esiste una fase di trattamento gas ad umido.

4. Un risultato importante che si può ottenere con questi sistemi è la notevole diminuzione di additivi (vedi carbone attivo) da utilizzare per l’abbattimento delle diossine. Viene anche segnalata la diminuzione del numero di cicli di pulizia in presenza dei filtri catalitici. Inoltre questi sistemi, operando però a temperature maggiori di 180-200°C, possono ridurre drasticamente il contenuto di diossine nel particolato. In Giappone vengono già ampiamente utilizzati per questa applicazione in modo da cambiare la categoria del rifiuto in uscita dai filtri.

5. Sicuramente sono sistemi di interesse per applicazioni non convenzionali su impianti quali crematori, cementifici etc.

BIBILOGRAFIA

[1] R.Weber, P. Marc, X. Zhengtian, W. Michael, App. Catal., 31 (2001) 195. [2] P.Marc, S.Robert, M.J.P. William, B.A.Glenn, Patent JP2003190721, 2003, assigned to Gore.