IMPIANTI DI COMBUSTIONE E IMPIANTI DI PROCESSO

Come specialisti della combustione siamo partner dei maggiori costruttori di generatori di vapore per avviamenti e collaudi e siamo concessionari della Cuenod Bruciatori.

IMPIANTO A TRE COMBUSTIBILI (GAS-METANO, GAS-BIOLOGICO, GASOLIO)

 

Sistema di produzione acqua calda a circuito chiuso prepressurizzato per il riscaldamento dei fanghi dei digestori.

Impianto di depurazione delle acque del comprensorio fiorentino località San Colombano Firenze

 

Abbiamo costruito impianti con combustibili liquidi in emulsione.


Riportiamo cenni sulla combustione in emulsione:

I vantaggi ecologici dell'emulsione

Quando si parla di <<ECOLOGIA>> si pensa a costosi impianti di depurazione, dai quali non si ricava alcun vantaggio immediato ma ci si limita a contenere i danni. Con l'emulsione,invece, senza bisogno di particolari investimenti, si hanno vantaggi immediati e diretti, di cui esamineremo i più evidenti. Le emissioni inquinanti di un focolare sono essenzialmente:
-incombusti carboniosi (fuliggine)
-ossidi di zolfo (ed acido solforico)
-ossidi di azoto (NO + NO2 = NOX)


Schema Funzionale impianto ad o.c. ad emulsione

Lo schema ha valore puramente indicativo. I disegni esecutivi ed il dimensionamento
sono di competenza delloi studio tecnico specializzato che ne verifica la compatibilità
con le esigenze e le caratteristiche di ogni singolo impianto.

Incombusti carboniosi (fuliggine)

E' l'inquinante che l'emulsione combatte più efficacemente. Un focolare tradizionale ben condotto, alimentato ad o.c. denso, emette 300/500 mg/Nm³ di fumi secchi (che equivalgono a 5/8 kg di fuliggine per tonnellata di o.c. bruciato).
La fuliggine, costituita da carbonio pulverulento finissimo (particelle diamentro < 5 micron) e cenosfere (sferette cave di carbone con diamentro > 5 micron) viene emessa dal camino, in buona parte agglomerata in particelle macroscopiche dette normalmente fuliggine, acidificate (da solforico e nitrico), e ricade negli ambienti circostanti, provocando gravi danni quali:

  • irritazioni dei bronchi, asma, edema polmonare, per le persone più esposte,
  • corrosione delle parti metalliche degli edifici circostanti il camino come grondaie, impianti, auto in sosta, ecc.
  • sporcamento di terrazze, balconi, ambienti di lavoro ed abitazioni vicine, monumenti, ecc.
  • se l'o.c. fluido o denso viene bruciato in emulsione, la produzione di fuliggine si riduce del 90%, annullando praticamente il fenomeno delle ricadute.


Inquinamento da zolfo

Tutto lo zolfo contenuto nel combustibile che entra nel focolare si ossida, bruciando, trasformandosi in anidride solforosa.
Il tenore massimo di zolfo ammesso dalla legge nel gasolio è di 0.5%.
Per il gasolio esistono dei processi affidabili di desolforazione. I soli 2 ostacoli alla riduzione del tenore di zolfo nel gasolio da riscaldamento sono da una parte il costo, dall'altra la collocazione delle quantità elevate di zolfo derivanti dalla desolforazione (circa 60.000 tonnell./anno di zolfo).
Per l'o.c. non esistono invece processi affidabili di desolforazione. Impianti pilota per la desolforazione di o.c. non hanno dato risultati positivi. La legge N°615 limita al 3% il tenore di zolfo nell'o.c. fluido ed a 4% il tenore di zolfo nell'o.c. denso.
Non è affatto fondato il sospetto diffuso che l'aggiunta di acqua al combustibile, per formare l'emulsione, provochi condense acide e corrosive di caldaie e camini. La combustione dell'o.c. denso produce di già altre 1 kg di vapor d'acqua per ogni kg di combustibile bruciato per cui, l'aggiunta dell'acqua all'emulsione, aumenta solo del 10/15% la quantità di vapor d'acqua già presente nei fumi.
Ciò che conta ai fini della formazione di condense acide è la quantità di acido solforico presente nei fumi, cioè la quantità di anidride solforosa che passa a solforica (anidride solforica + acqua= acido solforico).

Il tasso di conversione di anidride solforosa in solforica dipende da almeno 4 fattori:

ed è tanto maggiore quanto più elevati sono questi parametri.

In emulsione, a parità di zolfo contenuto, la temperatura max di fiamma e l'eccesso d'aria si mantengono inferiori per cui il punto di rugiada (temperatura alla quale comincia a formarsi la condensa) si abbassa leggermente: in emulsione c'è meno rischio di condense acide che bruciano l'o.c. puro.

Ad esempio indichiamo i punti di rugiada per fumi di combustione correnti:
- gas metano (esente da zolfo) a 60°C
- gasolio da riscaldamento (max 0.5% zolfo) a 120°C
- o.c. fluido (max 3% zolfo) a 140°C
- o.c. denso (max 4% zolfo) a 160°C
- o.c. emulsione (max 4% zolfo) a 152°C


Si può dunque concludere che, anche sotto il profilo dell'inquinamento solforico, l'emulsione consente un vantaggio, anche se modesto, contribuendo a ridurre un inquinamento particolarmente dannoso per le corrosioni dei metalli e di tutti i materiali in genere.

L'inquinamento da ossidi di azoto

La ricerca di rendimenti sempre più elevati, anche mediante la riduzione degli eccessi d'aria in camera di combustione, comporta l'innalzamento delle temperature massime di combustione e la ossidazione parziale dell'azoto sotto forma di ossidi del tipo NO ed NO2. In combinazione con il pulviscolo dell'aria e delle particelle di idrocarburi liquidi incombusti, emessi da motori e camini, gli Nox sono responsabili della formazione dello "smog fotochimico" che avvelena l'aria delle città in particolare condizioni metereologiche (come Roma, Milano, Firenze, ecc). Anche la combustione a gas, ritenuta come non inquinante, emette in determinate condizioni degli ossidi di azoto. La combustione ed emulsione, per le stesse ragioni per cui riduce la formazione di anidride solforica, diminuisce anche la produzione di ossidi di azoto. Sono dati ricati da misure effettuate su impianti in funzione, pertanto dati reali di impianti reali.

 

L'emulsione come impianto di depurazione.

Abbiamo accennato delle prove in corso per neutralizzare Nox ed acido solforico mediante elementi chimici appropriati, da introdurre nell'acqua di emulsione. In questo caso l'impianto di combustione si comporta anche come impianto di depurazione. Ancora più interessante è integrare o sostituire l'acqua di emulsione con soluzioni o liquidi, di per sé inquinanti, distruggendoli. L'impianto di combustione si assume così anche la funzione di inceneritore di eccezionale qualità recuperando inoltre nell'impianto eventuali calorie prodotte dal liquido incenerito. Il vantaggio è che l'incenerimento è diffuso nella temperatura > ai 1000°C, quindi integrale. Nell'inceneritore classico invece, nella zona di immissione del liquido da distruggere, anche se polverizzato, la temperatura spesso si abbassa notevolmente (al di sotto dei 750°C il carbonio in catena non brucia più), dando origine ad incombusti a volte tossici.

La compatibilità del liquido da eliminare con l'impianto ad emulsione va esaminata caso per caso e comporta la verifica chimica dei contenuti inorganici, al fine di evitare problemi di corrosione ed inquinamento a valle della combustione.

A titolo d'es. ricordiamo, fra gli impianti in funzione:
1. emulsione di o.c. ed olio emulsionato di raffredamento macchine utensili in industrie meccaniche
2. emulsione di o.c. ed acque con solventi e resine in industrie per la produzione di vernici
3. emulsione di o.c. con borlanda della distillazione del vino
4. emulsione di o.c. e condense degli impianti di aspirazione fumi dell'industria materie plastiche e chimiche
5. emulsione di acque e solventi di fine ciclo dell'industria chimico-farmaceutica
6. emulsione di olio combustibile ed acqua oleosa di risulta da cicli industriali.