Adeguamento dell impianto di abbattimento fumi acciaieria alle Best Available Techniques. Scelte progettuali

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Floriano Luciani
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1 AFV Acciaierie Beltrame S.p.A. Stabilimento di San Didero (TO) Adeguamento dell impianto di abbattimento fumi acciaieria alle Best Available Techniques Scelte progettuali 1 Argomenti trattati &RQWHQLPHQWRHFDSWD]LRQHIXPL DUHDIRUQRIXVRULR &RQYRJOLDPHQWRDQXRYRLPSLDQWRGL DEEDWWLPHQWRSROYHUL 5LGX]LRQHHPLVVLRQHPLFURLQTXLQDQWL RUJDQRFORUXUDWL 3LDQRGLPRQLWRUDJJLR 2

Argomenti trattati &RQWHQLPHQWRHFDSWD]LRQHIXPL DUHDIRUQRIXVRULR

2 Contenimento fumi Dimensioni cappa e portate conformi alla D.G.R. Lombardia n.15957/2003. Microsoft Excel Worksheet Esigenza di ulteriore ottimizzazione della captazione delle polveri dal fabbricato acciaieria. Valutazione ex ante degli interventi progettati. 3 Contenimento fumi Ricorso a modellizzazione fisica in scala. Incarico assegnato al Centre d Etudes et de Recherches de Grenoble (CERG) Gruppo Alstom. Elaborazione di uno Studio sulle Dinamiche di diffusione degli effluenti gassosi del forno fusorio. 4

Valutazione ex ante degli interventi progettati. 3 Contenimento fumi Ricorso a modellizzazione fisica in scala.

3 Simulazione in analogia idraulica inversa Modello in scala (1:70) della zona acciaieria posto capovolto in vasca idraulica statica Rispetto delle leggi di similitudine (grandezze di scala) Soluzione salina colorata a rappresentare i fumi (Portata soluzione carico termico dei fumi) 5 6

delle leggi di similitudine (grandezze di scala) Soluzione salina

4 7 8

5 9 10

6 MODELLO 0 SITUAZIONE DI PARTENZA Apertura della volta Caricamento della cesta A 15 sec. dal caricamento Chiusura della volta

7 13 MODELLO 6 MODIFICHE A CAPPA/DEFLETTORI EAPORTATEDIASPIRAZIONE Apertura della volta Caricamento della cesta A 15 sec. dal caricamento Chiusura della volta. 14

8 Conclusioni dello studio: Il solo incremento della portata non risulta risolutivo (non evita sovrapressioni durante la carica). Necessità di aumento del YROXPH della cappa (adeguato contenimento dei fumi). Necessità di aumento della SRUWDWD per limitare il tempo di svuotamento dell elephant house. Allontanamento delle prese di captazione fumi rispetto alla posizione del forno per ridurre temperatura di picco. 15 Modifiche sostanziali apportate alla struttura di contenimento: Incremento volume cappa (~ +250%) Raddoppio dell altezza della struttura della cappa Captazione sulla sommità della cappa ed eliminazione delle tubazioni interne Inclinazione di falda (riduzione fenomeni di riflessione) Inserimento di deflettore interno (aumento velocità ascensionale) 16

Allontanamento delle prese di captazione fumi rispetto alla posizione del forno per ridurre temperatura di picco.

9 SEZIONE LONGITUDINALE CAPPA Limiti cappa Ampliamento 17 SEZIONE TRASVERSALE CAPPA Limiti cappa Ampliamento 18

10 Limiti cappa Ampliamento PI ANTA CAPPA 19 20

11 &RQYRJOLDPHQWRIXPLDQXRYR LPSLDQWRGLDEEDWWLPHQWRSROYHUL 21 CONVOGLIAMENTO E TRATTAMENTO FUMI SCHEMA UNIFILARE IMPIANTO PRECEDENTE 22

12 CONVOGLIAMENTO E TRATTAMENTO FUMI NUOVO IMPIANTO Maggiore portata (fino a 1,6 MNm³/h) Quattro ventilatori di coda (dei quali uno di riserva) Booster sulla linea dei fumi primari - aspirazione quarto foro indipendente - aspirazione secondaria ottimizzata sulle fasi del forno Nuovo filtro a maniche pulse-jet Numero maniche: 5760 Superficie filtrante: ~ m 2 Velocità max di filtrazione: 1,75 m/min Bassa temperatura di esercizio filtro (<70 C contro i 120 C del precedente) 23 SCHEMA UNIFILARE NUOVO IMPIANTO 24

sulle fasi del forno Nuovo filtro a maniche pulse-jet Numero maniche: 5760 Superficie filtrante: ~20.

13 LAY-OUT NUOVO IMPIANTO 25 CONCENTRAZIONE MEDIA ORARIA DI POLVERE AL CAMINO: INFERIORE A 0,5 mg/nm 3 (SPESSO INFERIORE AL LOD) 26

14 5LGX]LRQHHPLVVLRQH PLFURLQTXLQDQWLRUJDQRFORUXUDWL 27 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI Linea progettuale seguita (presupposti): Equivalenza sostanziale tra i sistemi di raffreddamento fumi (preferenza all air cooler per ridotte necessità gestionali). Bassa temperatura operativa filtro. Condensazione di PCDD/F. Elevata efficienza di filtrazione particolato. 28

raffreddamento fumi (preferenza all air cooler per ridotte necessità gestionali).

15 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI Concentraz ione in fase gassosa (ng/nm 3 ) Livello di partenza 120 C 80 C 'LSHQGHQ]DGDOODWHPSHUDWXUDGHOODFDSDFLWj GL DGVRUELPHQWRGL+[&''GDSDUWHGHOODSROYHUH GLDEEDWWLPHQWRIXPL (tratta da Gas-/Partikel Wechselwirkung chlorierter Aromaten in der M llverbrennung [Adsorbimento di PCDD/F su polveri da abbattimento fumi di inceneritori di rifiuti], Mktzing et al., 2001, Forschungzentrum Karlsruhe GmbH Institut f r Technische Chemie) 29 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI &XUYDGLVDWXUD]LRQHGLFRQJHQHULWLSLFLGHO SURILORGLHPLVVLRQHGLXQIRUQRVLGHUXUJLFR (tratta da Abatement of organic emissions in EAF exhaust flue gas, Biratetal.,2001,ENSIC-INPL,Nancy) 30

polveri da abbattimento fumi di inceneritori di rifiuti], Mktzing et al.

16 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI 0,5 &RQWURORIRUJDQLF PLFURSROOXWDQWVIURP WKH ($) -IISI/ENCOSTEEL, riportata sui BREF Document on the production of Iron and Steel, Marzo RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI Pur non disponendo dei dati di contorno di questi studi (concentrazione in ingresso ed efficienza di abbattimento degli apparati di filtrazione), le loro risultanze hanno supportato AFV Beltrame nella linea progettuale scelta, orientata alla: FRQGHQVD]LRQHGHLPLFURLQTXLQDQWL LQFRQGL]LRQLGLWHPSHUDWXUDFRQWUROODWD 32

studi (concentrazione in ingresso ed efficienza di abbattimento degli apparati di filtrazione), le loro risultanze hanno supportato

17 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI Confronti tra sezioni di impianto a temperature differenti Il profilo degli omologhi si modifica con la diminuzione di temperatura Riduzione dei composti a maggior grado di clorurazione Netta diminuzione dei livelli assoluti di concentrazione dopo filtrazione. Correlazione sperimentale tra temperatura operativa del filtro ed efficienza di abbattimento di PCDD/F 33 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI 34

clorurazione Netta diminuzione dei livelli assoluti di concentrazione dopo filtrazione.

18 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI 6,78$=,21(35(&('(17( 9$/25,0(',(48,9$/(17, 5,)(5,7,$'81 81,&$)217(',(0,66,21(6200$'(,'8(,03,$17, 3DUDPHWUL 'DWL 80 Portata fumi equivalente Nm 3 /h Emissione media PCDD/F 0,55-0,65 mg I-TE / h Concentrazione equivalente media di PCDD/F in emissione 0,6-0,7 ng I-TE / Nm 3 35 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI SITUAZIONE SUCCESSIVA ALL ADEGUAMENTO IMPIANTISTICO (IPOTESI) Flusso di massa di PCDD/F equivalente in ingresso mg I-TE / h Portata media dei fumi Nm 3 /h Concentrazione di PCDD/F equivalente in ingresso al filtro 3,2-3,3 ng I-TE / Nm 3 Temperatura ingresso filtro C Efficienza attesa di rimozione PCDD/F % Concentrazione di PCDD/F attesa in uscita al filtro Flusso di massa di PCDD/F atteso in uscita al filtro 0,1-0,5 ng I-TE / Nm 3 0,3-0,4 mg I-TE / h 36

IMPIANTISTICO (IPOTESI) Flusso di massa di PCDD/F equivalente in ingresso 3.6-3.

19 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI,SRWHVL Si è ipotizzato un lieve aumento della quantità di PCDD/F in ingresso, dovuto all apporto della quota precedentemente emessa in forma diffusa. Si è ipotizzata una temperatura media giornaliera del filtro di circa 80 C L efficienza di rimozione di PCDD/F è stata estrapolata dalla retta di correlazione calcolata su dati sperimentali. &RQVLGHUD]LRQL Il nuovo assetto operativo dell impianto di aspirazione contribuisce in minima parte alla riduzione della concentrazione (meno del del 15%). Il basso livello di concentrazione è dovuto sostanzialmente alla maggiore efficienza di rimozione per condensazione, il cui apporto è quantificato in un ulteriore 40-45%. 5LGX]LRQHGHOIOXVVRGLPDVVDGL3&'')LQHPLVVLRQH 37 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI CONTROLLI ALLE EMISSIONI NUOVO IMPIANTO PCDD/F (ng-ite/nm 3 ) 27/09/2006 0,49 Autocontrollo AFV 13/12/2006 0,13 Autocontrollo AFV 28/02/2007 0,27 Controllo ARPA 06/03/2007 0,13 Controllo ARPA 28/03/2007 0,14 Autocontrollo AFV 06/06/2007 0,42 Controllo ARPA 28/06/2007 0,27 Autocontrollo AFV 38

&RQVLGHUD]LRQL Il nuovo assetto operativo dell impianto di aspirazione contribuisce in minima parte alla riduzione della concentrazione (meno del del 15%).

20 RIDUZIONE MICROINQUINANTI ORGANICI NUOVO IMPIANTO 0(',$3&'') QJ,7(1P 3257$7$0(',$1P K (0,66,21( PJ,7(K 3,(1$5,6321'(1=$$//( 35(67$=,21,%$7 39 3LDQRGLPRQLWRUDJJLR 40

21 PIANO DI MONITORAGGIO Misure in continuo di portata fumi e concentr. polveri. Procedure operative in presenza di malfunzionamenti filtro Autocontrolli trimestrali. Monitoraggio dei microinquinanti con sistema in continuo fisso a camino (primo caso tra le imprese siderurgiche europee). Rete di rilevamento delle deposizioni atmosferiche nell intorno dello stabilimento, gestita da ARPA Piemonte. Sistema di monitoraggio in remoto dei parametri operativi dell impianto (accesso ad ARPA Polo Microinquinanti) 41 PIANO DI MONITORAGGIO Sinottico ARPA 42

22 PIANO DI MONITORAGGIO Sinottico ARPA 43 PIANO DI MONITORAGGIO Verifica autocampionatore microinquinanti 44

23 PIANO DI MONITORAGGIO Verifica autocampionatore microinquinanti 6H]LRQH 3&'') 3&%'/ 3&%WRW,3$ 'LWD OH ;$' 99,04% 98,46% 97,11% 99,97% ;$'EDFNXS &RQGHQVD 0,96% 1,54% 2,89% 0,03% Attivato con frequenza trimestrale. Campionamento sul lungo periodo (mensile) eseguito in sostituzione dei test manuali (di breve durata-tipicamente otto ore). Criteri di preparazione dei substrati di campionamento concordati con ARPA. Rimozione dei substrati di campionamento a cura del laboratorio di fiducia dell Azienda (accreditato UNI EN e sottoposto a verifica da parte di ARPA). 45 PIANO DI MONITORAGGIO Controlli Radiometrici Sistemi di controllo a portale dei materiali in ingresso e uscita dallo stabilimento (stradale e ferroviario). Sistema di controllo sulle polveri di abbattimento fumi (linea redler in uscita filtro a maniche). Misure sui provini di colata. Monitori personali in uso dagli addetti parco rottame (classificatori). Procedure di gestione anomalie radiometriche. 46

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