CONCLUSIONI
CONCLUSIONI
Il presente lavoro di Tesi fa parte di una ricerca finanziata da Termomeccanica S.p.A. ed è stato svolto presso il Consorzio Polo Tecnologico Magona di Cecina. Termomeccanica ha selezionato otto campioni di catalizzatori SCR di nuova concezione e, successivamente, tra questi ne sono stati scelti due in particolare che sono stati inviati al Consorzio Polo Tecnologico Magona, ed al Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali dell'Università degli studi di Pisa.
Presso il Dipartimento di Pisa sono state effettuate le analisi chimico-fisiche, mentre al Polo Tecnologico se è studiata l'efficienza di abbattimento SCR di NO
xcon ammoniaca ed in presenza di ossigeno in un intervallo di temperature compreso tra 150 e 280 °C. Si è, quindi, progettato e messo in opera un impianto pilota in grado di simulare l'abbattimento degli NO
xda fumi di combustione, lavorando con portate dell'ordine di 60 Nm
3/h.
I dati ottenuti serviranno a Termomeccanica per progettare un impianto pilota di dimensioni maggiori, da testare al Consorzio Polo Tecnologico Magona, che dovrebbe trattare 3000 Nm
3/h di fumi appositamente prodotti. Parallelamente a questa ricerca, presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica di Pisa, viene realizzato un microreattore SCR che permetterà di effettuare studi cinetici accurati grazie anche all'uso di un gas-cromatografo ed uno spettrometro di massa. L'ultima fase della ricerca prevede la realizzazione di una sezione di abbattimento degli NO
x, configurata appositamente per alloggiare il catalizzatore oggetto di studio, da testare con fumi prelevati in parallelo alla linea di trattamento dei fumi di un inceneritore attualmente operante a Brindisi.
Sulla base dei dati ottenuti in questo lavoro, si può concludere che i due catalizzatori analizzati costituiscono un interessante innovazione rispetto a quelli tradizionali. Quello che colpisce subito è il valore elevato di conversione ottenuto a temperature decisamente basse. I campioni si dimostrano attivi già a 180 °C con conversioni tra il 60 e l'80%, ma basta arrivare a 200-230°C per vedere una conversione tra l'80 e il 90%. Se si confrontano questi valori con i dati relativi a catalizzatori industriali tradizionali, ad esempio a base di biossido di titanio caricato con vanadio, si trova che le conversioni non superano il 50% a 300 °C e raggiungono al massimo il 60% a 400 °C.
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I due campioni mostrano una diversa risposta alla temperatura, infatti sebbene entrambi siano attivi già a 180 °C, la resa di FR-05-0875 cresce più rapidamente all'aumentare della temperatura, fino a raggiungere e superare il 90% a 210 °C. Utilizzando FR-05-0958, invece, occorre attendere i 230 per avere la stessa conversione. Tuttavia entrambi mostrano valori vicini alla conversione totale, anche se a 230 °C il primo e a 280 °C il secondo.
Si è visto inoltre che la presenza di acqua nei gas influenza negativamente la resa sino ad abbassarla di 15 punti percentuali a bassa temperatura. Tuttavia con l'aumentare della temperatura, tale influenza tende a farsi meno evidente e, sopra i 230 °C, sembra ridotta a pochi punti percentuali. Da notare che in questo caso è il campione FR-05-0958 che mostra minori scostamenti a parità di umidità nel gas.
La notevole capacità di adsorbimento di ammoniaca che hanno mostrato entrambi i campioni è un'altra delle caratteristiche che lo rendono interessante per l'industria. Infatti il catalizzatore continua a lavorare anche se vi è una momentanea sospensione dell'alimentazione di ammoniaca e, proprietà altrettanto importante, non vi è rilascio di ammoniaca. Nel corso degli esperimenti non è stato possibile misurare direttamente l'ammoniaca, ma, come già accennato, a Pisa sono in corso degli esperimenti su un microreattore che permetteranno di approfondire anche questo aspetto oltre a fornire informazioni sulla cinetica. Questo apparato sarà utile anche confermare l'elevata selettività mostrata nei confronti degli NO
xrispetto a N
2.
La letteratura riporta che, mentre i catalizzatori tradizionali sono molto sensibili alla presenza di SO
2, i catalizzatori zeolitici non ne risentono. Inoltre, poiché lavorano a temperature più basse di quelle tradizionali, possono essere posti al termine della linea di trattamento dei fumi dove vengono investiti da fumi già depurati dagli ossidi di zolfo.
Anche riguardo la struttura chimica del catalizzatore si possono indicare caratteristiche decisamente interessanti. La matrice ad esempio è costituita da minerali naturali e quindi non solo di basso costo ma anche facilmente reperibili in quantità illimitate ed omogenee.
I siti attivi sono costituiti da ossidi di rame e ferro, a differenza di quelli tradizionali che per lo più contengono vanadio, tungsteno o platino. Al contrario di questi ultimi, quindi, non è necessario né il riciclo, né lo smaltimento dopo l'uso perché non sono tossici e sono di basso costo. Rispetto poi alle matrici a base di biossido di titanio, presentano una stabilità termica superiore, sia in quanto lavorano a temperature più basse, sia in quanto non subiscono modifiche strutturali a causa della temperatura.
Infine è importante sottolineare che, anche se i campioni analizzati erano in forma di pellets e rilasciavano polvere, Termomeccanica è in grado di produrre lo stesso tipo di
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