Premessa

Tra i servizi offerti da D.V.M. IMPIANTI CHIMICI S.R.L. ai suoi clienti, svolge un ruolo importante la fornitura di impianti per la depurazione di emissioni gassose.

Praticamente tutte le attività industriali che comportano la trasformazione di materie prime in semilavorati e/o prodotti finiti, comportano delle emissioni in atmosfera e, molto spesso, anche reflui liquidi o rifiuti solidi da smaltire.

In questo breve documento ci soffermeremo sulle principali tipologie di emissioni in atmosfera e delle tecnologie utilizzate negli impianti di depurazione offerti da D.V.M.

 Le principali tipologie di inquinanti 

In campo industriale possiamo ridurre le tipologie di inquinanti a sole quattro grandi famiglie:

  • Composti Organici Volatili o C.O.V. (S.O.V. ; V.O.C.)
  • Sostanze inorganiche in fase gassosa o S.I.V.
  • Aerosol
  • Polveri

Cerchiamo ora di dare una definizione ad ognuna di esse per capire meglio di cosa stiamo parlando. Per la prima grande famiglia, i  “Composti Organici Volatili” o C.O.V. Che dir si voglia la definizione ufficiale è la seguente: 

È definito “Composto Organico Volatile” qualsiasi composto organico che abbia a alla temperatura di 293,15 °K (20 °C) una pressione di vapore di 0,01 kPa o superiore (definizione dell'art 268 del D.Lgs. 152/2006 ). 

In pratica rientrano in questa famiglia praticamente tutte le sostanze organiche liquide a temperatura ambiente.

Per quanto riguarda le “Sostanze inorganiche in fase gassosa” o S.I.V. , appartengono a questa categoria tutti i gas acidi, come acido cloridrico ed acido solfidrico, le anidridi in fase gassosa come l'anidride solforosa, gli ossidi di azoto e l'ammoniaca. 

Aerosol e polveri, rappresentano il lato particellare dell'inquinamento. Gli aerosol, sono composti da minutissime particelle liquide (in questo caso si chiamano nebbie) o solide disperse in un gas mentre le polveri rappresentano l'inquinamento particellare più grossolano.

Per ognuna di queste “famiglie” di inquinanti possiamo individuare dei sottogruppi utili per la determinazione della migliore tecnologia utilizzabile per la rimozione di specifici inquinanti.  

Composti Organici Volatili

In questo gruppo rientrano tutte le emissioni costituite da gas o vapori di natura organica, sia prodotti dall'uomo (antropogenici) sia di natura biologica (biogenici)  quali: solventi da verniciatura o lavaggi industriali, solventi derivanti da processi chimici o chimico-farmaceutici, odori ecc. 

Ai fini della depurazione delle emissioni inquinate da C.O.V. è necessario innanzitutto operare una prima grossolana suddivisione tra sostanze solubili in acqua (facilmente e completamente) quali ad esempio alcool etilico, alcool metilico ecc. e sostanze insolubili o parzialmente insolubili in acqua,  quali ad esempio toluolo, benzene ecc. 

Nel caso gli inquinanti presenti siano tutti completamente solubili in acqua, la depurazione ad umido è da preferirsi ad ogni altra tecnologia, soprattutto in caso di portate basse e,  quando si ha la possibilità di smaltire efficacemente i reflui in un impianto di depurazione acque biologico. 

Se la concentrazione delle sostanze da abbattere nel flusso è molto elevata può essere conveniente effettuare una precondensazione per ridurne la concentrazione. Tale procedimento può essere effettuato tramite uno scambiatore di calore alimentato da una soluzione refigerata o, nel caso di C.O.V. particolarmente bassobollenti per criocondensazione con azoto liquido. 

È molto difficile trovare le condizioni ideali per poter effettuare la depurazione ad umido di una corrente gassosa inquinata da C.O.V. Generalmente le miscele di solventi presenti rendono indispensabile un approccio differente.

Nei casi in cui non sia possibile o non risulti conveniente procedere con la depurazione ad umido, la soluzione ottimale è generalmente rappresentata dalla combustione.

Le varie tecnologie impiegate per la depurazione di una corrente gassosa mediante combustione, possono essere ridotte a tre:

  • combustione termica recuperativa
  • combustione catalitica
  • combustione rigenerativa

Nonostante tutte e tre le tecnologie siano estremamente diffuse la soluzione che consente di risolvere la maggior parte dei problemi legati ai composti organici volatili, è rappresentata dalla combustione rigenerativa.

La combustione rigenerativa sfrutta la capacità termica dei materiali refrattari per sottrarre calore dalla corrente di gas depurati e caldi per cederlo alla corrente di gas inquinati e freddi.

I combustori rigenerativi, noti anche come R.T.O. (regenerative thermal oxidizer) per loro natura lavorano al meglio con correnti fredde ed a media concentrazione di C.O.V. 

Per ridurre le concentrazioni eccessive è possibile anche in questo caso,ricorrere alla precondensazione mentre per concentrazioni molto basse è possibile concentrare le sostanze organiche presenti attraverso un meccanismo di adsorbimento-desorbimento in apparecchiature denominate “rotoconcentratori”.

Queste apparecchiature sfruttano la capacità delle zeoliti di adsorbire selettivamente molecole di una particolare dimensione cosicché è possibile, selezionando le zeoliti più idonee, adsorbire  praticamente qualsiasi composto organico.

La facilità di adsorbimento e desorbimento ed inoltre la possibilità di lavorare (in desorbimento) anche a temperature superiori ai 200°C, consentono di realizzare “ruote” che lavorano a flusso continuo alternando le fasi di adsorbimento, desorbimento e raffreddamento senza soluzione di continuità.

Sostanze Inorganiche in Fase Gassosa 

In questo gruppo rientrano le emissioni contaminate da acidi ed anidridi in fase gassosa, come ad esempio le emissioni da impianti galvanici o da linee di decapaggio, e le emissioni contaminate da ammoniaca.

Tralasciando il caso particolare degli ossidi di azoto, la scelta praticamente obbligata per la depurazione delle emissioni inquinate da gas acidi o da ammoniaca è rappresentata dall'abbattimento ad umido. 

In funzione del tipo di inquinante e della presenza o meno di polveri, solubili od insolubili, la scelta dell'apparecchiatura può ricadere su un abbattitore con riempimento alla rinfusa o su un'apparecchiatura a piatti od a gola venturi.

Per quanto riguarda gli ossidi di azoto è fondamentale operare una prima distinzione in base alla temperatura dell'aereiforme da depurare.

Per le emissioni “calde” quali quelle in uscita da un motore a combustione interna o da una turbina a gas le uniche possibilità sono rappresentate dalla depurazione selettiva con ammoniaca, in presenza di idoneo catalizzatore (200° < T < 450°) o meno ( 850°< T < 950°). Per le emissioni a temperatura ambiente, se l'inquinante è costituito interamente da biossido di azoto è generalmente possibile procedere per via umida, in caso contrario la soluzione di un preriscaldatore seguito da un reattore catalitico rappresenta l'unica strada percorribile. 

Aerosol e Polveri

Nei paragrafi precedenti abbiamo esaminato le emissioni inquinate da sostanze organiche od inorganiche in fase gas o vapore. Ora esamineremo le emissioni inquinate da materiale particellare.

La principale differenza in questo caso è rappresentata dalla modalità con cui le particelle sono disperse nella corrente gassosa. Una concentrazione relativamente alta di microparticelle uniformi nelle loro dimensioni tale da risultare stabile, senza la tendenza a depositarsi in condizione di quiete, viene definita “nebbia” se le particelle sono liquide od “aerosol” se sono solide. In tutti gli altri casi possiamo parlare semplicemente di “polveri”. 

La depurazione delle emissioni inquinate da materiale particellare può seguire differenti strade in funzione della tipologia delle particelle.

Innanzitutto gli Aerosol, possono essere depurati a secco in un elettrofiltro od ad umido in un abbattitore a gola venturi. La scelta è legata sia alle composizione dell'aerosol sia caratteristiche del flusso.

Per le nebbie è fondamentale  fare un ulteriore suddivisione tra nebbie oleose, da trattare con un elettrofiltro o mediante filtri a coalescenza, e nebbie a base acquosa, come le nebbie saline, da trattare ad umido in un sistema a gola venturi.

In tutti gli altri casi ci possono venire in aiuto i separatori meccanici come i  cicloni, i filtri a media filtrante come i filtri a maniche ecc.

Casi Particolari

Nel campo della depurazione delle emissioni gassose i casi cosiddetti “particolari” rappresentano la normalità.

In questi casi la soluzione consiste nel combinare più tecnologie “in serie” od utilizzare apparecchiature particolari in grado di depurare emissioni contaminate da inquinanti diversi tra loro.

La proposta D.V.M. 

La proposta D.V.M. IMPIANTI CHIMICI per la depurazione delle emissioni gassose comprende principalmente:

  • Combustori rigenerativi a letto ceramico (random o strutturato) con o senza rotoconcentratore a monte. Il campo di efficienza di recupero termico è compreso tra 85% e 95% mentre l'efficienza di abbattimento può arrivare a superare il 99%. Le portate di esercizio partono da un minimo tecnico di 5000 Nm³/h per arrivare a superare i 100000 Nm³/h.

  • Colonne di lavaggio (scrubbers) monostadio o pluristadio con diverse tipologie di riempimento e di sistemi di distribuzione liquido. L'efficienza di abbattimento raggiungibile supera abbondantemente il 99% per inquinanti inorganici. Le portate di esercizio, per colonne a corpo singolo, partono da un minimo tecnico di 500 Nm³/h per arrivare a superare i  40000 Nm³/h.

  • Filtri a maniche ed a cartucce a pulizia pneumatica, monocella o pluricella, anche per applicazioni ad alta temperatura (fino a 220°C di funzionamento continuo). L'efficienza di abbattimento raggiungibile supera abbondantemente il 99.5% per polveri di granulometria superiore ad 1 μm. Le portate di esercizio,  partono da un minimo tecnico di 500 Nm³/h per arrivare a superare i  300000 Nm³/h. 

  • Impianti DeNOx per la depurazione delle emissioni provenienti da motori endotermici, caldaie e forni. Le tecnologie applicate sono basate sulla riduzione catalitica selettiva, SCR o non catalitica SNCR.  L'efficienza di abbattimento per la tecnologia SCR supera normalmente il 90% mentre per la tecnologia SNCR può raggiungere l 80%. Le portate di esercizio, possono arrivare a 100000 Nm³/h.
  • Impianti di pre–post trattamento quali cicloni, venturi scrubbers, torri di quench ecc.

L'offerta comprende una accurata progettazione, realizzata sulle effettive necessità del cliente, con tutto il supporto documentale per l'ottenimento di approvazioni e certificazioni (ATEX e PED incluse). La realizzazione è effettuata presso la propria officina od in officine collegate. L'installazione viene effettuata con proprio personale e seguita direttamente in tutte le sue fasi, dal montaggio all'avviamento ed al collaudo finale con analisi delle emissioni al camino.