Una possibile alternativa alla messa in discarica può essere rappresentata dal recupero

Introduzione

I

INTRODUZIONE

Attualmente, in Italia, l’energia elettrica prodotta dalla combustione di oli combustibili costituisce circa il 21% della produzione termoelettrica totale (Rapporto Ambientale ENEL 2003) e l’olio combustibile utilizzato nelle centrali termoelettriche costituisce il 27,6% del consumo totale dei combustibili fossili. A fronte di tale consumo si producono circa 12000 ton/anno di fuliggini, queste sono solitamente materiali estremamente eterogenei, le cui caratteristiche chimico-fisiche dipendono fortemente dalle proprietà dell’olio di partenza e dalle condizioni operative in camera di combustione quali temperatura, tenore di ossigeno, assetto dei bruciatori, aggiunta di additivi, ecc.. Generalmente, le fuliggini sono caratterizzate da una elevata percentuale di incombusti (50-90% in peso) e una frazione inorganica costituita da ossidi e solfati di metalli quali V, Ni, Na, Al, Si, Mg ecc facilmente lisciviabili. Per quanto riguarda la granulometria, le fuliggini sono generalmente costituite da particelle fini con diametro non superiore a 250µm.

Sulla base della loro composizione (presenza di consistenti quantità di metalli pesanti), le fuliggini da olio combustibile sono classificate dalla normativa vigente (decreto legislativo del 5/2/1997 n°22 (allegato D) e i decreti successivi ad esso (D.M. 11/3/98 N.141)) come rifiuto speciale pericoloso che, pertanto, deve essere smaltito in discariche controllate del tipo 2B e 2C. Il decreto legislativo 22/97 (Decreto Ronchi), che disciplina la gestione dei rifiuti, suggerisce dove possibile un recupero energetico e/o di materiale dalle fuliggini prima della messa in discarica.

Le soluzioni adottate in passato per lo smaltimento delle fuliggini da olio combustibile prevedevano, oltre alla messa in discarica del rifiuto tal quale, il loro utilizzo come co- combustibile in centrali alimentate a carbone. A seguito, però, di normative più restrittive sulle emissioni di tali impianti di co-combustione, nel 2003 solo circa 950 tonnellate di fuliggini, pari all’8,3% del totale prodotto in Italia in Centrali Termoelettriche ad olio, sono state destinate a recupero mentre il restante 91,7% è stato conferito in discarica.

Una possibile alternativa alla messa in discarica può essere rappresentata dal recupero

di metalli quali V e Ni attraverso processi idrometallurgici che prevedono una preliminare

lisciviazione acida/basica ed il successivo recupero energetico del residuo carbonioso che

ne deriva.

Introduzione

II

Inoltre, a valle della caldaia e all’uscita dall’economizzatore, prima del Ljungstrom, dove i fumi hanno mediamente una temperatura di 400 – 420 °C ed un tenore di ossigeno pari a 6 – 10 % vol., i depositi di fuliggini presenti possono incendiarsi laddove si verifichi, in condizioni di malfunzionamento, un innalzamento della temperatura dei fumi o un aumento della concentrazione di ossigeno, tale da arrivare nel range di infiammabilità delle fuliggini.

A fronte delle problematiche legate alle fuliggini riportate sopra, lo scopo della presente tesi è stato quello di studiare la combustibilità sia di fuliggini da olio tal quali sia di quelle sottoposte a preliminare lisciviazione per il recupero di metalli quali vanadio e nichel.

Per questo studio sono stati considerati tre campioni di fuliggine da olio combustibile, un campione di fuliggine da orimulsion e due campioni di carbone commerciale come campioni di confronto.

Da un punto di vista sperimentale si è proceduto ad una caratterizzazione chimica-fisica e morfologica dei campioni al fine di meglio interpretare i dati successivi sulla combustibilità. Si è proceduto poi ad un’analisi comparativa delle caratteristiche di combustibilità delle fuliggini, tal quali e lisciviate, con i due campioni di carbone commerciale mediante analisi termogravimetrica e termocinetica condotta in atmosfera a diverso tenore di ossigeno (21, 12 e 6% vol.) ed in azoto, al fine di valutare anche l’effetto del tenore di ossigeno sul range di combustibilità.

Infine, per valutare la fattibilità tecnica di una co-combustione fuliggine

lisciviata/carbone, sono state condotte prove termogravimetriche su miscele a diverso

tenore di fuliggine.