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Gruppo Unicalce: prodotti per la depurazione fumi a secco

8 novembre 2012
Le diverse tipologie di rifiuti inceneriti nei termovalorizzatori e i molteplici processi industriali danno origine a fumi di combustione sempre più ricchi in inquinanti inorganici e organici, quali HCl, SOx, HF, NOx, metalli pesanti, diossine e furani, che devono essere quasi completamente abbattuti per rispettare i severi limiti di legge. Questo processo richiede quindi sistemi sempre più complessi e quantità crescenti di reagenti chimici per permettere di raggiungere le più elevate efficienze di abbattimento.
Per rispondere alle necessità di un mercato sempre più esigente, il Gruppo Unicalce propone una gamma di reagenti specifici che permettono di ottenere efficienze di abbattimento sempre più elevate e la miglior ottimizzazione del consumo dei reagenti, a tutto vantaggio del processo globale di trattamento dei fumi. In dettaglio, i prodotti calce o base calce che possono essere utilizzati nell’applicazione del trattamento fumi a secco sono i seguenti.

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Calce idrata alto titolo: rappresenta il prodotto standard per operare nel settore della depurazione dei fumi. Possiede caratteristiche chimico-fisiche, riassunte nella tabella 1, idonee per ottenere elevate efficienze di abbattimento in condizioni di processo favorevoli (bassa temperatura di esercizio, fino a 160-170 °C, presenza di umidità relativa e tempi di contatto gas-reagente sufficientemente elevati). Come emerge dalla tabella, si tratta di un materiale molto puro in idrossido di calcio, con un titolo superiore al 93%, una superficie specifica attiva migliorata rispetto alle calci idrate standard fino a 18-20 m2/g e una granulometria estremamente fine (non necessita di mulinazione o pretrattamenti ma si inietta a secco direttamente in condotto/reattore con semplice trasporto pneumatico).

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In condizioni di temperatura e umidità ideali, il suo utilizzo richiede normalmente eccessi stechiometrici compresi tra 2 e 3, che garantiscono efficienze di abbattimento sull’HCl superiori al 99% e sull’SO2 nell’ordine dell’85-88%. È ideale anche per il trattamento fumi di impianti con linee a doppia filtrazione, in virtù delle interessanti efficienze di abbattimento anche a temperature di 180-200 °C. In entrambi i casi, infine, è possibile ricircolare il prodotto per massimizzare le rese di abbattimento e ridurre i consumi.

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Calce idrata ad alta superficie specifica (Sorbacal® SP): la ricerca e lo sviluppo di nuovi e più performanti prodotti ha portato alla nascita di un reagente con caratteristiche chimico-fisiche estreme: la calce idrata ad alta superficie specifica. Le sue peculiarità sono riassunte nella tabella 2:

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La calce idrata ad alta superficie specifica rappresenta ad oggi il reattivo più performante in termini di neutralizzazione degli inquinanti acidi (HCl, SO2 e HF). Grazie alle sue specifiche caratteristiche chimico-fisiche consente di ottenere rese di abbattimento superiori in tutte le condizioni operative di processo, anche in campi di temperatura superiori a 180-200°C. Date le estreme efficienze di abbattimento, la calce idrata ad alta superficie specifica non necessita di ricircolo dei PCR, peculiarità che ottimizza il processo e riduce la complessità impiantistica e i costi di gestione.

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Sorbalit®: la termovalorizzazione dei rifiuti e molti processi industriali comportano la presenza nei gas di combustione di consistenti concentrazioni di microinquinanti inorganici (principalmente. metalli pesanti) e organici (IPA e diossine/furani). Per la loro rimozione le migliori tecnologie ad oggi disponibili prevedono il dosaggio di carbone attivo che, sfruttando i principi dell’adsorbimento, è in grado di inglobare all’interno della propria struttura tutti i microinquinanti. Il Gruppo UNICALCE ha sviluppato un formulato multicomponente denominato Sorbalit® che può essere preparato con una percentuale di carbone attivo variabile, a seconda delle esigenze di ogni singolo impianto, tra lo 0,5 ed il 30% in peso. È possibile inoltre arricchire le formulazioni con ulteriori componenti, quali zeoliti o solfuri, appropriatamente selezionati per risolvere specifiche problematiche. La perfetta miscelazione dei componenti è garantita da un processo brevettato. I vantaggi legati all’utilizzo del formulato Sorbalit® sono molteplici. I gestori degli impianti gestiscono un unico prodotto invece che due separati; il formulato garantisce costantemente un dosaggio preciso di carbone attivo che altrimenti, se iniettato separatamente, potrebbe assumere vie preferenziali senza distribuirsi uniformemente all’interno della massa dei fumi; la miscelazione di idrossido di calcio e carbone attivo rende più fluido il prodotto e limita le problematiche di sicurezza legate all’infiammabilità del carbone stoccato in un silo di stoccaggio separato.

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Depurcal® MG: Il prodotto di più recente sviluppo che completa la gamma dei reagenti impiegati nei sistemi di abbattimento fumi è il Depurcal® MG, un idrossido dolomitico con alto rapporto magnesio/calcio e titolo estremamente elevato che, grazie alla presenza contemporanea di calcio e magnesio, offre molteplici vantaggi nel processo globale di depurazione fumi. Grazie alla sua estrema finezza granulometrica (totalmente inferiore a 100 µ), Depurcal® MG si utilizza sotto forma di polvere secca iniettata nelle parti di impianto di alta temperatura, quali il forno di combustione o la caldaia di recupero termico. Trascinato dalla corrente gassosa dei fumi di combustione, effettua una duplice azione:
  • preneutralizzazione degli inquinanti acidi (HCl, SOx, HF), con conseguente alleggerimento del carico di lavoro della linea fumi;
  • variazione della reologia delle scorie di caldaia per innalzamento del loro punto di fusione; le scorie risultano quindi più friabili e più facilmente asportabili dalle superfici di scambio termico a tutto vantaggio del rendimento del processo.
Una volta iniettato nel forno o nella caldaia dei termovalorizzatori, il prodotto si attiva per perdita dell’acqua legata chimicamente e si crea una struttura altamente porosa in grado di accelerare notevolmente le reazioni di neutralizzazione. Nello schema seguente sono riportati gli stadi di attivazione e di neutralizzazione del Depurcal® MG:

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In particolare la componente magnesiaca interagisce con le ceneri all’interno del forno e della caldaia, rendendole friabili e non incrostanti; reagisce inoltre con l’SO3 ad alta temperatura, prevenendo i fenomeni di corrosione. La componente calcica svolge invece un’azione mirata alla neutralizzazione delle specie acide presenti all’interno dei fumi: si tagliano gli eventuali picchi di acidi, si rende più agevole il lavoro della linea fumi, si riducono i problemi di corrosione. Con la rimozione di una parte del cloro sviluppatosi dalla combustione si riduce inoltre la possibilità di formazione dei composti organo-clorurati (diossine e furani). Il prodotto viene generalmente stoccato sfuso all’interno di un silo e può essere introdotto a secco tramite un sistema di trasporto pneumatico. I consumi sono legati alle esigenze di ogni singolo impianto e in particolare alle efficienze di abbattimento richiesto: con rapporto stechiometrico pari a 1 si ottengono efficienze nell’ordine del 30-40% sull’HCl, del 60-70% sull’SO2 e dell’80-90% sull’HF. La riduzione del carico inquinante nei fumi di combustione permette di ridurre i dosaggi dei principali reagenti (sodici o calcici) utilizzati nelle linee fumi tradizionali, con risparmi fino al 40-50%. In particolare nel caso di utilizzo dei costosi sorbenti sodici, l’adozione di Depurcal® MG ottimizza notevolmente il processo e abbatte in maniera cospicua i costi di gestione totali dati dall’acquisto dei prodotti e dallo smaltimento dei residui.

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