Rifiuti da centrali termoelettriche - ARPAL

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PHARE TWINNING PROJECT RO2004/IB/EN-07 GUIDELINES ON INDUSTRIAL - THERMOELECTRIC PLANTS XX 6.12.1 Misure per ridurre le emissioni di NO X Le tecniche secondarie mirano a ridurre gli NO X già formatisi in caldaia. Possono essere utilizzate indipendentemente o in associazione con le tecniche primarie quali bruciatori basso NO X etc. Gran parte delle tecniche secondarie si basano sull’iniezione di ammoniaca, urea o altri composti che reagiscono con gli NO X portando alla formazione di azoto molecolare. Le tecniche secondarie si dividono in: riduzione catalitica selettiva (SCR) riduzione non catalitica selettiva (SNCR) Riduzione catalitica selettiva (SCR) La riduzione catalitica selettiva (SCR) è un processo largamente applicato per ridurre le emissioni per l’abbattimento degli NO X nei fumi prodotti dai grandi impianti di combustione in Europa ed in altri paesi in tutto il mondo. Il processo di riduzione catalitica selettiva che si basa sulla riduzione selettiva degli ossidi di azoto (NO X ) mediante ammoniaca o urea in presenza di un catalizzatore; il reagente è iniettato a monte del catalizzatore. La riduzione degli NO X ha luogo sulla superficie del catalizzatore a temperature che generalmente sono comprese tra 320 e 420 °C per mezzo di una di reazioni: Quando è utilizzata l’ammoniaca come agente riducente, questa è stoccata in soluzione acquosa o allo stato liquefatto ad una pressione di circa 10 6 Pa a 20 °C. A livello mondiale il numero di impianti che utilizzano ammoniaca liquida è superiore al numero di quelli che utilizzano altri agenti riducenti poiché il costo dell’ammoniaca liquida è più basso e consente minori costi di esercizio. Tuttavia la sua movimentazione è più problematica rispetto alla soluzione acquosa di ammoniaca, che è relativamente inerte ed è utilizzata da solo il 5% delle unità, soprattutto quelle con particolari problemi di sicurezza (ad es. prossimità di centri abitati). L’ammoniaca liquefatta per poter essere utilizzata deve essere evaporata per ottenere ammoniaca gassosa; questo si ottiene riscaldandola in un evaporatore tramite vapore, acqua calda o energia elettrica. L’ammoniaca è poi miscelata con aria calda e iniettata nei fumi tramite un sistema di ugelli per ottenere una miscelazione omogenea dell’ammoniaca con i fumi. Per migliorare ulteriormente la miscelazione nei condotti fumi può essere installato un miscelatore statico. Ottenere un rapporto ammoniaca/ NO X ottimale nei fumi è importante per avere una alta efficienza di abbattimento degli NO X e per minimizzare la fuga di ammoniaca (ammonia slip). 44
PHARE TWINNING PROJECT RO2004/IB/EN-07 GUIDELINES ON INDUSTRIAL - THERMOELECTRIC PLANTS XX L’urea per essere utilizzata viene prima disciolta in acqua e poi inviata ad un idrolizzatore per produrre ammoniaca gassosa. Fissato il valore massimo di ammonia slip, l’efficienza di abbattimento dipende dal catalizzatore usato: ad alti rapporti ammoniaca/NO X si ottiene un’alta efficienza di abbattimento degli NO X ma contemporaneamente aumenta notevolmente la quantità di ammoniaca che non reagisce (ammonia slip) nei fumi in uscita dal SCR. L’ammonia slip deve essere deve essere ridotto al minimo, per evitare che l’ammoniaca reagisca con la SO 3 contenuta nei fumi durante il raffreddamento di questi ultimi, con conseguente intasamento e corrosione del riscaldatore aria dovuta alla formazione di bisolfato di ammonio. I catalizzatori utilizzati possono avere forme geometriche differenti come quella a nido d’ape o a piastre. Come catalizzatori per impianti SCR sono utilizzati quattro materiali. Ossidi di metalli pesanti, che consistono di TiO 2 come materiale base insieme ai componenti attivi (quelli che determinano l’attività catalitica) vanadio, tungsteno, molibdeno, rame e cromo. In molti sono utilizzati il V 2 O 5 con piccole quantità di WO 3 per allargare la finestra di temperatura a cui può avvenire la reazione e piccole quantità di SiO 2 per stabilizzare la struttura. Questo tipo di catalizzatore funziona in un intervallo di temperatura di 300 – 450 °C. Zeoliti, che sono materiali cristallini, allumino silicati altamente porosi naturali o sintetici e che sono utilizzati tra 350 °C e 600 °C. Ossidi di ferro, sotto forma di particelle di ossidi di ferro con un sottile strato superficiale di fosfato di ferro. Carbone attivo, che consiste di carbone polverizzato miscelato con inerti e sinterizzato sotto forma di “pellets”. Poiché il carbone attivo non è stabile alle alte temperature la temperatura di funzionamento è di 100 – 220 °C e pertanto può essere utilizzato solo per SCR in configurazione “tail –end”. I catalizzatori sono prodotti con diversi diametri dei canali; la scelta del diametro è effettuata sulla base della concentrazione e delle caratteristiche delle polveri nei fumi e della perdita di carico ammessa del reattore SCR. Il volume di catalizzatore dipende dalle caratteristiche dello stesso (ad es. dalla sua attività), e dalle condizioni operative (efficienza di abbattimento richiesta, composizione e temperatura dei fumi, presenza di veleni per il catalizzatore). I singoli elementi di catalizzatore sono assemblati insieme in un modulo di catalizzatore, che insieme ad altri forma lo strato di catalizzatore del reattore SCR. 45
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