Capitolo 6 - Variazione sperimentale del set-point
7.8 RIGENERAZIONE E SOSTITUZIONE DEL LETTO CATALITICO
Con l’aumento delle ore operative di funzionamento, il catalizzatore, può iniziare a perdere progressivamente efficienza di abbattimento. I “sintomi” si riassumono in:
- aumento della caduta di pressione, - elevato slip di ammoniaca,
- elevata concentrazione degli ossidi di azoto registrata al camino.
La causa di queste condizioni sono: aumento delle polveri e dei sali di solfato di ammonio che aumentano la perdita di carico, ma anche fanno diminuire l’attività del catalizzatore dovuto all’invecchiamento o all’avvelenamento dei siti attivi.
Nel caso in cui l’attività del catalizzatore diminuisca notevolmente, è necessario provvedere alla rigenerazione o alla sostituzione dello stesso.
In generale è preferibile effettuare la rigenerazione, qualora fosse possibile, per le seguenti motivazioni:
- evitare di aumentare i costi di impianto per la sostituzione del catalizzatore; - eliminazione dei costi di smaltimento;
- riduzione dei costi operativi.
La rigenerazione viene eseguita con l’impianto fermo, indicativamente una volta all’anno. Può essere effettuato off-line, mediante lavaggio, in alternativa è accettata una rigenerazione di tipo termico on-line.
Il processo di lavaggio deve aumentare il più possibile il numero dei centri attivi presenti nel catalizzatore. Viene effettuato il lavaggio del catalizzatore con un mezzo liquido, preferibilmente acqua, la quale, ovviamente, viene modificata aggiungendo tensioattivi e composti metallici che creano nel catalizzatore centri addizionali.
In impianto viene effettuata per via termica, in questo modo si vuole evitare l’utilizzo di liquidi, per non compromettere l’azione dei siti attivi. Per lo stesso motivo si preferisce non utilizzare neanche l’aria compressa
Qualora la rigenerazione del catalizzatore non fosse più efficace, si procede alla sostituzione dei letti come in figura 7.2 , che mostra un tipico ciclo di sostituzione del catalizzatore per un sistema composto da tre letti catalitici.
Figura 7.2 Programmazione della sostituzione dei letti in base all’attività del
catalizzatore necessaria per il processo. In ascissa sono riportati gli anni indicativi di tali programmazioni Fonte:Control of nitrogen oxides emissions.
Conclusioni
La normativa nazionale ed europea influenza fortemente le condizioni operative e le soluzioni impiantistiche degli impianti di incenerimento dei rifiuti. In particolare, per l’impianto di termovalorizzazione AVA sito in Schio, è stata addirittura prescritta dalla commissione VIA regionale l’installazione del sistema catalitico SCR sulle tre linee di incenerimento.
Nel caso di studio si è presa in considerazione la Linea 2, per le motivazioni spiegate precedentemente.L’attenzione è stata dunque rivolta verso il nuovo sistema catalitico SCR, recentemente installato per l’abbattimento degli ossidi di azoto. Si è valutata la performance dell’SCR, in relazione alle varie problematiche connesse con la gestione della Linea. Nel contempo, essendo state introdotte nuove condizioni operative da rispettare, quali maggior efficienza di depolverazione dei fumi e più elevato abbattimento dei gas acidi a salvaguardia del reattore SCR ed anche ai fini di una più elevata efficienza. Ciò ha comportato la necessità di importanti modifiche impiantistiche a monte dello SCR. In particolare, si è dimostrata anche l’importanza della temperatura al fine di garantire un efficiente abbattimento degli NOx. Dopo aver analizzato le emissioni in uscita, le diverse condizioni di funzionamento del reattore e dell’impianto, si è garantito il rispetto del futuro restringimento dei limiti, suggerendo le condizioni per un buon funzionamento.
Le prove sperimentali svolte in merito alla variazione del set-point della regolazione del dosaggio di soluzione ammoniacale, hanno evidenziato il valore ottimale sotto il profilo gestionale del parametro NOx a 50 mg/Nm3, considerando sia lo slip di ammoniaca, sia l’efficienza di abbattimento.
Si è verificata una riduzione di due terzi delle emissioni di NOx rispetto alla situazione ante revamping e una forte riduzione dello slip di NH3, dimostrando il pieno successo del revamping.
Il limite di questo studio è inerente al fatto che i dati acquisiti descrivono il funzionamento del reattore che è stato installato recentemente (il primo avviamento risale a meno di un anno), pertanto non si è potuto fare una considerazione sugli effetti della progressiva disattivazione del catalizzatore dovuto a fattori riguardanti l’invecchiamento e l’avvelenamento da parte di sostanze quali l’arsenico e altri metalli.
La situazione descritta dimostra come l’autorità competente possa intervenire obbligando un impianto di termovalorizzazione ad adottare le migliori tecniche disponibili, da essa prescritte. Pertanto ci si aspetta in futuro un ruolo sempre più importante per le autorità competenti riguardo alle scelte decisionali impiantistiche del settore dell’incenerimento dei rifiuti, ed in generale nelle grandi attività regolate dalla direttiva europea IPPC. .
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Siti web
www.arpa.veneto.it (ultimo accesso: 30/03/2012)