Emissioni inquinanti. Derivati della combustione e del raffreddamento dei fumi

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Giorgina Campo
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1 Depurazione fumi

2 Emissioni inquinanti Derivati della combustione e del raffreddamento dei fumi Macroinquinanti (g m -3 o mg m -3 ) Microinquinanti (µg m -3 o ng m -3 ) rganici (es. PCDD/F) Inorganici Es. (mercurio)

3 Livelli di concentrazione dei principali inquinanti da attività di termodistruzione di rifiuti solidi a monte dei sistemi di depurazione Inquinante Concentrazione mg m -3 n gas secco 11% 2 Materiale particolato C TC HCl HF 5-20 S N X N 2 Hg Cd+Ti Pb+altri metalli (Sb,As,Cr,Co,Cu,Mn, Ni,V,Sn) PCDD/F(ng 1-TEQ m -3 n ) <40 0,05-1,5 0,

Materiale particolato 00-5000 C TC HCl HF 5-20 S 2 200-00 N X 250-500 N 2 Hg Cd+Ti Pb+altri

4 Limiti di emissione da attività di termodistruzione di rifiuti previsti nell attuale contesto normativo italiano ed europeo Inquinante Media giornaliera mg m -3 DM 503/97 Rifiuti urbani Media oraria mg m -3 DM 124/2000 Rifiuti pericolosi Media giornaliera mg m -3 Media semioraria mg m -3 Direttiva 2000/76/CE Incenerimento e coincenerimento rifiuti Media giornaliera mg m -3 Media semioraria mg m -3 0% A (1) 97% B (1) C Polveri totali TC HCl HF S N X Cd+Tl Hg Pb+altri (2) PCDD/F (ng 1-TEQ /m 3 n ) IPA (1) Nessuno dei valori medi su 30 minuti deve superare uno qualsiasi dei valori riportati in colonna A, PPURE, ove applicabile, il 97% dei valori medi su 30 minuti nel corso dell anno non deve superare uno qualsiasi dei valori riportati in colonna B (2) Sb,As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni,V,Sn.

-3 0% A (1) 97% B (1) C 50 0 50 0 50 0 150 Polveri totali 30 30 30 TC 20 20 20 HCl 20 40 60 60 HF 1 4 1 4 1 4 2 S 2 0 200 50 200 50 200 50 N X 200 400 200 400 200 400 200 Cd+Tl - 0.05-0.05 0.

5 Interventi sugli inquinanti Preventivi Depurativi Minimizzazione formazione degli inquinanti Rimozione degli inquinanti

6 Controllo preventivo delle emissioni Limitare C ed organici Limitare N X Ridurre processi secondari (sintesi de-novo) Combustione completa Post-combustione 00 C 2sec Attenzione corrosione tubi ricircolo fumi Ricircolo dei fumi (50% aria secondaria) Attenzione sufficiente 2 Cu catalizzatore T ottimale di reazione C Reazione di Deacon: 2HCl+1/2 2 Cl 2 +H 2 Zone a rischio: Sezioni fredde caldaia Depolverazione a secco ttimizzazione combustione Inibizione dell attività catalitica delle ceneri e del Cu Ricircolo gas Progettare caldaia in maniera da evitare il deposito delle ceneri Notevole riduzione di PCDD/F se ben gestito il recupero energetico Pulizia caldaia T< c nel depolveratore per elevate efficienze Rimozione HCl,Cl 2 in fase gassosa tramite assorbenti solidi a base di calce Depolverizzazione a T>400 C(implica farlo in caldaia e quindi peggiorare il recupero termico)

fredde caldaia Depolverazione a secco ttimizzazione combustione Inibizione dell attività catalitica delle ceneri e del Cu Ricircolo gas Progettare caldaia in maniera da evitare il deposito delle

7 Riduzioni nelle emissioni di PCDD/F rilevate con diverse tipologie di interventi preventivi INTERVENT EMISSINI (ng m -3 I-TEQ, 11% 2 ) Con intervento Senza intervento Ricircolo fumi (24% circa) Impianto A Impianto B Impianto C 0,4-0,9 (1) 0,4-0,5 (2) 1.8 (2) 1.6 (1) 1,5-2 (2) 3-6 (2) Dosaggio NH 3 0,2-1,8 (2) 5,9-7,2 (2) (1) A valle torre di lavaggio (2) A valle depolveratore

circa) Impianto A Impianto B Impianto C 0,4-0,9 (1) 0,4-0,5 (2) 1.8 (2) 1.

8 Effetto della temperatura di uscita caldaia e di esercizio del depolveratore sulle concentrazione di PCDD/F all emissione TEMPERATURA( C) Uscita caldaia 300 C 260 C 2 C Esercizio depolveratore Elettrofiltro 260 C 250 C 200 C Elettrofiltro + Catalizzatore finale 280 C 230 C Filtro a tessuto 230 C 220 C 190 C 170 C 160 C 140 C CNCENTRAZINI (ng m -3 I-TEQ, 11% 2 ) ,2-2 0,05-0, ,5-0,15-0, ,15-1 2,5-20 2,2-7,2 0,9-1,3 0,8-2 0,2-2 0,04-0,8

Elettrofiltro + Catalizzatore finale 280 C 230 C Filtro a tessuto 230 C 220 C 190 C 170 C 160 C 140 C

9 Processi di depurazione delle emissioni Materiale particolato Gas acidi ssidi di azoto Microinquinanti

10 Controllo materiale particolato Depolverazione Secco Umido Depolveratori elettrostatici Filtri a tessuto Venturi (attraverso atomizzazione)

11 Controllo acidi Umido Secco Semisecco Trasformazione gas liquido tramite soluzioni assorbenti Reazioni di neutralizzazione Calce: Ca(H) 2 +2HCl CaCl 2 +2H 2 Ca(H) 2 +2HF CaF 2 +2H 2 Ca(H) 2 +S 2 CaS 3 +2H 2 Bicarbonato di sodio 2NaHC 3 Na 2 C 3 +C 2 +H 2 Na 2 C 3 +2HCl 2NaCl+C 2 +H 2 Na 2 C 3 +2HF 2NaF+C 2 +H 2 Na 2 C 3 +S 2 +1/2 2 Na 2 S 4 +C 2 Prodotti della reazione sottoforma di polveri da eliminare

CaS 3 +2H 2 Bicarbonato di sodio 2NaHC 3 Na 2 C 3 +C 2 +H 2 Na 2 C 3 +2HCl 2NaCl+C 2 +H 2 Na 2 C 3

12 Controllo degli ossidi di azoto SNCR (selective non catalitic reaction) SCR (selective catalitic reaction) Assorbitori Reazione di riduzione Reazione di riduzione catalizzate (Catalizzatori:vanadio,tungsteno) Utilizzati poiché permettono l assorbimento di N X e S 2 Ammoniaca: NH 3 +N+1/4 2 N 2 +3/2H 2 Urea: CN 2 H 4 +2N+1/2 2 C 2 +2N 2 +2H 2 4NH 3 +4N+ 2 4N 2 +6H 2 4NH 3 +2N N 2 +6H 2

(Catalizzatori:vanadio,tungsteno) Utilizzati poiché permettono l assorbimento di N X e S 2

13 Caratteristiche operative dei sistemi di riduzione selettiva non catalitica (SNCR) e catalitica (SCR) applicati ad attività di termodistruzione rifiuti PARAMETR INTERVALLI DI ESERCIZI Temperatura ( C) N X uscita (mg m -3 ) Rendimento conversione N X (%) Fughe NH 3 (mg m -3 ) Emissioni N 2 (mg m -3 ) SNCR < SCR ,7-5 non disponibile

ESERCIZI Temperatura ( C) N X uscita (mg m -3 ) Rendimento conversione N X (%) Fughe NH 3 (mg

14 Controllo dei microinquinanti Particolato fine: metalli tossici(cd, Pb), rganici clorurati pesanti Fase gassosa: Mercurio, rganici clorurati leggeri Processi di controllo: Captazione particolato fine e submicronico depolverazione (filtri a tessuto i più efficienti) Effetti di condensazione: trasferimento del gas in fase liquida o su polveri Additivi adsorbenti (carbone attivo): riduzione della volatilità tramite reazioni in prodotti stabili Tecniche di conversione catalitica di componenti presenti in fase vapore utilizzo di additivi adsorbenti

Effetti di condensazione: trasferimento del gas in fase liquida o su polveri Additivi adsorbenti (carbone attivo): riduzione della

15 Effetto della temperatura sulle capacità di adsorbimento del carbone attivo nei confronti del mercurio TEMPERATURA ( C) CAPACITA CI ADSRBIMENT (g carb g -1 Hg)

( C) CAPACITA CI ADSRBIMENT (g carb g -1 Hg) 95 135-145

16 Prestazioni di sistemi di conversione catalitica nella rimozione di diossine TEMPERATURA ( C) CNCENTRAZINI IN INGRESS (ng I-TEQ m -3 ) CNCENTRAZINI USCITA (ng I-TEQ m -3 ) 300 0,5 0,005-0, ,04 0, ,5-32 <0,03-0, ,6-1,9 0,01-0,06 2 0,7-9,2 0,07-0, ,13

CNCENTRAZINI USCITA (ng I-TEQ m -3 ) 300 0,5 0,005-0,034 260 0,04

17 Residui liquidi e solidi

18 Residuo liquido secco umido residui liquidi derivanti dai percolati della fossa dei rifiuti acqua utilizzata per il raffreddamento delle scorie pesanti estratte dalla griglia Prodotti secondari dei processi di abbattimento a umido acque inquinate prevalentemente da sostanze organiche e da destinare al trattamento biologico da effettuarsi in idoneo impianto contaminazione di origine prevalentemente inorganica con concentrazioni di metalli pesanti Tipologie di inquinanti a seconda del processo di provenienza trattamento in situ al fine di abbattere il carico inorganico inquinante e rendere compatibile il loro scarico in fognatura per il successivo invio ad un idoneo impianto di depurazione. trattamento specifico di tipo chimico-fisico Trattamento specifico a seconda dei casi o invio in appositi impianti

prevalentemente inorganica con concentrazioni di metalli pesanti Tipologie di inquinanti a seconda del processo di provenienza trattamento in situ al fine di abbattere il carico inorganico inquinante

19 Residui solidi Scorie dalla griglia di incenerimento. 8 % al % del corrispondente rifiuto incenerito Polveri captate dal generatore di vapore e dal sistema di depolverazione. 2-4 % in peso delrifiuto in ingresso Prodotti di reazione ed eccesso di reagenti provenienti dal sistema di trattamento dei fumi. rifiuto speciale non pericoloso rifiuti speciali pericolosi rifiuti speciali pericolosi discariche per rifiuti non pericolosi inertizzazione discariche per rifiuti pericolosi valorizzazione nei cementifici e nel settore delle costruzioni. 8% del totale prodotto in Italia discariche per rifiuti non pericolosi L inertizzazione, normalmente attuata mediante cementazione

2-4 % in peso delrifiuto in ingresso Prodotti di reazione ed eccesso di reagenti provenienti dal sistema di trattamento dei fumi.

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