Varianti di processo. Processo con utilizzo Ca. Assorbimento a secco con NaHCO3. Scelta processo con attenzione alla riduzione di NOx

Transcript

1 Valutazione di processi di assorbimento a secco e semi-secco sulla base di esempi pratici nel campo dell incenerimento dei rifiuti Convegno MatER 2013 TECNOLOGIE E TENDENZE PER IL RECUPERO DA RIFIUTI Piacenza, Maggio 2013

2 Varianti di processo Processo con utilizzo Ca Assorbimento spray Assorbimento a secco condizionato Raffronto assorbimento spray ed assorbimento a secco condizionato Assorbimento a secco con NaHCO3 Scelta processo con attenzione alla riduzione di NOx 2

3 Esempi: MVA Kassel & MVA Brema MVA Kassel 1987 MVA Brema

4 Processo di base assorbimento spray 4

5 Vantaggi e svantaggi Vantaggi assorbimento spray Processo semplice Utilizzo di CaO Svantaggi assorbimento spray Elevata stechiometria Problemi con iniezione di gas nocivi (in particolare SO 2 ) Problemi con picchi di Hg 5

6 Misure per ottimizzare l efficienza di abbattimento 6

7 Ottimizzazione consumo additivo Formazione agglomerato Quelle: Rudi Karpf 7

8 Ottimizzazione consumo additivo Formazione agglomerato Formazione di CaCO 3 nell assorbitore spray con alta concentrazione di CO 2 nonostante la cinetica di reazione SO 3 > HF > HCl >> SO 2 >> CO 2 Esempio: CO 2 : 10 % = ppm HCl : mg/m 3 = ppm Fattore

9 Assorbimento a secco condizionato 9

10 Vantaggi assorbimento a secco condizionato Gas nocivi acidi Buona reazione nel reattore con ricircolo polvere di n x 100 g/nm 3 Buon abbattimento di SO 2 con umidificazione di polvere ricircolata Controllo dei picchi di gas nocivi grazie alla presenza di grandi quantità di additivo nel sistema Metalli pesanti Buon abbattimento mediante alta concentrazione di carboni attivi nel reattore Buona integrazione con umidificazione del ricircolato Grande quantità di carboni attivi nel sistema 10

11 MHKW Ludwigshafen 11

12 Spray dryer ESP Scrubber Scrubber 3 EDV SCR-DENOX Ammonia water Natural gas DENOX-Cat Oxi-Cat Stack Remainder NaOH Lime slurry NaOH TMT 15 Activated carbon [Source:: TWL] Reactor Upgrading di MHKW Ludwigshafen da umido a secco condizionato

13 SO 2 downstream boiler HCl downstream boiler HCl-, SO 2-crude gas, SO 2-clean gas [mg/nm³ dry] SO 2 stack HCl stack HCl-clean gas, Stoichiometry Stoichiometry : : : : : : : : : : : : :

14 Raffronto sistemi di depurazione gas ad umido e a a secco condizionato Crude gas values : HCl 1335 mg/ Nm³ SO mg/nm³ NO X 290 mg/nm³ Humidity 13 %Vol. Concentration RRA 2 trocken dry RRA 3 naß wet HCl SO2 Hg Staub Dust C ges. total NH3 NO2 Crude gas component [Source:: TWL]

15 FGT MHKW Rothensee 15

16 FGT prima della trasformazione 16

17 FGT dopo la trasformazione 17

18 FGT MHKW Rothensee 18

19 Trend HCl & SO

20 Consumo di calce e produzione residui 20

21 Idratatore per CaO Idratatore con silo Ca(OH)2 separato Idratatore compatto Maschenweite des Stützkorbes ca. 25 x 25 mm 21

22 Varianti di processo Processo con uso di Ca Assorbimento spray Assorbimento a secco condizionato Raffronto assorbimento spray e a secco condizionato Assorbimento a secco con NaHCO 3 Scelta processo con attenzione alla riduzione di NO x 22

23 Variante di base assorbimento a secco con NaHCO

24 Vantaggi e svantaggi di NaHCO 3 Vantaggi Elevata reattività dell additivo Semplice realizzazione impiantistica Diminuzione della quantità di materiali residui (Vantaggio in caso di alti costi di smaltimento) Minima igroscopia dei sali Svantaggi Macinazione additivo prima dell aggiunta nel flusso dei gas Rapporto sfavorevole additivo/gas nocivi Elevati costi approvvigionamento additivo Raffronto costi additivi i EUR/ 10 kg HCl EUR/ 10 kg SO 2 Ca(OH) 2 2,0 5,00 5,80 CaO 2.0 4,50 5,20 NaHCO ,70 9,95 Costi smaltimento: 100 EUR/ t 24

25 Esempi impianti RDF - Inceneritore Bernburg MVA Cluses/Francia 25

26 Esempio di applicazione Incenerimento rifiuti in Francia 26

27 Incidenza del ricircolo polvere su consumo di additivo 27

28 Fattori che influenzano la scelta di un processo con NaHCO 3 o additivi contenenti Ca Grandezza impianto con impianti di grosse dimensioni si hanno vantaggi utilizzando additivi contenenti Ca Costi per materiali residui con costi più elevati per lo smaltimento risulta vantaggioso NaHCO 3 Integrazione supplementare di un catalizzatore per la riduzione di NO x Vantaggioso NaHCO 3 per una buona efficienza di abbattimento ad alte temperature 28

29 NaHCO 3 associato ad un catalizzatore per la riduzione di NO x Variante I Variante II 29

30 Criteri essenziali per la scelta della tecnologia Preferibile impiego di SNCR Impiego di processi con Ca per l abbattimento di gas acidi Elevato consumo di energia Funzionamento senza acque reflue Su richiesta osservazione di bassi valori di emissione per gas acidi, Hg ed altri metalli pesanti, polveri, diossine/furani P r o c e s s o s c e l t o : Associazione SNCR assorbimento a secco condizionato finissaggio ad umido

31 Associazione assorbimento a secco condizionato scrubbing acido/basico NH 4 OH + H 2 O H 2 O Ca(OH) 2 AC Stack Boiler NaOH Quench Reactor Double shaft mixer SNCR H 2 SO 4 Waste water Conditioned dry sorption Acid and basic scrubber 31

32 C o m b u s t i o n e B i o m a s s e H V C - A l k m a a r Emission limit values DAV HAV AAV Particle content, total mg/nm³ dry HCl content mg/nm³ dry HF content mg/nm³ dry 0,5 4 0,2 SO 2 content mg/nm³ dry NH 3 content mg/nm³ dry 5 5 Hg content mg/nm³ dry 0,03 0,005 Cd content mg/nm³ dry 0,005 TI content mg/nm³ dry 0,005 Cd and TI content mg/nm³ dry 0,05 1) 0,01 Sb - Sn 2) content, total mg/nm³ dry 0,25 1) 0,05 Dioxin/Furan content TEQ ng/nm³ dry 0,05 1) 0,02 1) Average value over sample taking period 2) Sum Sb - Sn : Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V + Sn Volume flow : Nm³/h humid NO X a valle caldaia < 70 mg/nm³ secco con uso di SNCR NH 3 slip a valle caldaia < 15 mg/nm³ secco

33 Tecnica di processo sistema di depurazione gas HVC / Alkmaar Stack Scrubber Ca(OH)2 ESP AC NaOH ECO H2O H2SO4 Water treatment Double shaft mixer Cyclone Remainder silo Fluidised bed combustion Double shaft mixer

34

35 Conclusioni L assorbimento a secco condizionato rispetto all assorbimento spray offre vantaggi in termini di efficienza di abbattimento e di costi. La trasformazione di un sistema ad assorbimento spray in uno a secco condizionato può essere economicamente ragionevole. Il processo ad assorbimento a secco condizionato come pure l assorbimento a secco con NaHCO 3 soddisfano i limiti di emissione. La riduzione di NO x ad un valore inferiore a 100mg/Nm³ é comparabile, dal punto di vista economico, per entrambe le varianti. La scelta del processo, come pure delle varianti, deve essere effettuata in base ai dati di ogni singolo impianto prestando attenzione agli aspetti tecnici ed economici. Il processo migliore dipende dal tipo di applicazione! 35

36 Grazie per la Vostra attenzione! LUEHR ITALIANA s.r.l. Via G. Matteotti Crema (CR) Tel Fax info@luehr-filtri.it Internet: LUEHR FILTER GmbH & Co. KG Enzer Straße Stadthagen GERMANY Phone: Fax: info@luehr-filter.de Internet: