Controllo delle emissioni per le industrie di processo

Il controllo delle emissioni è uno strumento fondamentale di tutela dell’ambiente a livello mondiale e della salute dell’uomo, degli animali e del pianeta stesso.

GEA definisce gli standard dell’industria di processo offrendo tecnologie di depurazione dei gas all’avanguardia, economicamente convenienti e ad alte prestazioni per ridurre le concentrazioni ammesse per sostanze inquinanti come:

  • particolato
  • ossidi di zolfo (SOx)
  • ossidi di azoto (NOx)
  • ammoniaca (NH3)
  • alogeni (F2, Cl2, Br2, I2)
  • alogenuri di idrogeno (HF, HCl, HBr, HI)
  • metalli pesanti (piombo, mercurio)
  • componenti organici volatili e odori
  • altri pericolosi inquinanti organici dell’aria

Questi inquinanti sono presenti in tutto il mondo industrializzato e possono causare danni alla salute e all’ambiente, oltre a danni materiali. Un’esclusiva combinazione di leadership tecnologica, conoscenza dei processi e presenza globale ci consente di fornire sistemi di prim’ordine secondo i requisiti di qualità, affidabilità e le opportunità di finanziamento per minimizzare l’impatto dell’inquinamento ambientale. 

Forniamo soluzioni integrate personalizzate, basate sull'esperienza conseguita in molti anni di sviluppo, progettazione e installazione di sistemi per la riduzione delle emissioni:

Depolverazione (rimozione del particolato)

La depolverazione è una tecnologia di controllo delle emissioni che assicura la precipitazione delle particelle e degli aerosol prima dello scarico nell’atmosfera.

I principali dispositivi utilizzati per il controllo dell’inquinamento atmosferico sono: 

  • Scrubber
    • Gli scrubber sono usati per la rimozione delle polveri negli scarichi gassosi saturi. In questi sistemi, il liquido di depurazione entra in contatto con un flusso di gas di scarico contenente particelle di polvere. L’efficienza dipende dal tempo di contatto fra i flussi di gas e di liquido. 
    • GEA ha sviluppato speciali scrubber a umido come lo scrubber Venturi, il jet scrubber, lo scrubber a intercapedine anulare e lo scrubber a orifizio sommerso per soddisfare specifiche esigenze dei clienti. Gli scrubber regolabili sono unità ad alta efficienza, appositamente sviluppati da GEA per le condizioni dell’industria di processo.
  • Precipitatori elettrostatici
    • I precipitatori elettrostatici utilizzano forze elettrostatiche per separare le particelle di polvere dai gas di scarico. Mentre i gas contaminati attraversano il campo ionizzato fra gli elettrodi, le particelle ricevono una carica negativa durante il loro passaggio e vengono quindi attirate da un elettrodo messo a terra o con carica positiva, aderendo ad esso.
    • Tutti i precipitatori elettrostatici (ESP) di GEA funzionano in modo altamente efficiente e possono garantire quantità di particolato molto basse nei gas di scarico emessi. GEA utilizza precipitatori elettrostatici a secco (ESP) o a umido (WESP) a seconda dell’applicazione 
  • Filtri
    • I filtri a sacco o a candela si basano sull’uso di materiali tessili o ceramici e sono la tecnologia preferita in molti casi in cui è necessario un basso contenuto di polveri. La loro capacità di rimuovere grandi quantità di particolato in maniera non selettiva li ha resi fondamentali in molti settori.
    • L’esclusiva tecnologia con filtri Pulse-Jet a bassa pressione ECOpuls di GEA è particolarmente adatta per il trattamento di grandi flussi di gas. 
  • Cicloni
    • I cicloni sono spesso usati per la depolverazione preliminare degli scarichi gassosi con un alto carico di polveri.
  • Scrubber a colonna
    • Gli scrubber a colonna sono usati come prima fase della pulizia del gas umido per applicazioni speciali, ad es. per gas caldi e corrosivi con carichi elevati di polvere, arsenico o selenio, che si verificano in alcuni processi metallurgici.

Desolforazione dei fumi (FGD, rimozione degli ossidi di zolfo)

La desolforazione dei fumi prevede la rimozione del biossido di zolfo (SO2) contenuto nei gas prodotti dalla combustione dei combustibili fossili di processi industriali come la produzione di cemento, vetro, acciaio, ferro e rame. 

Spesso è necessario non solo assorbire i componenti acidi come SO2, HCL, HF ecc. per mezzo dell’iniezione di calce spenta [Ca(OH)2] o bicarbonato di sodio [NaHCO2] ma anche raccogliere il particolato per soddisfare i requisiti relativi alle emissioni di polveri e, se occorre, assorbire ulteriormente le diossine (PCDDF) e i metalli pesanti con carbone attivo.

Sono disponibili diversi processi di controllo di SOx. Nel processo DeSOx a secco e DeSOx a semi-secco la calce spenta in polvere (o un altro materiale assorbente) viene iniettata nei condotti di scarico per eliminare l’SO2 e l’SO3 dalle emissioni di processo. Il processo DeSOx a umido utilizza un liquame assorbente alcalino, di norma calcare, calce o acqua di mare per assorbire la componente di zolfo e depurare i gas. 

I principali dispositivi utilizzati per il controllo delle emissioni di ossidi di zolfo sono:

  • Scrubber
    • Gli scrubber sono usati per la rimozione delle polveri negli scarichi gassosi saturi. GEA ha sviluppato scrubber speciali per applicazioni diverse come lo scrubber Venturi, lo scrubber a intercapedine anulare e lo scrubber a orifizio sommerso.
  • Filtri
    • I filtri a sacco/a candela rappresentano la tecnologia preferita in molti casi in cui i gas depurati devono presentare un basso carico di polveri. La loro capacità di rimuovere grandi quantità di polveri in maniera non selettiva li ha resi fondamentali in molti settori.
    • L'esclusiva tecnologia a bassa pressione ECOpuls di GEA è particolarmente adatta per il trattamento di grandi flussi di gas.
  • Spray drying absorption (SDA)
    • La tecnologia GEA per la depurazione dei gas è una soluzione economica ed ecocompatibile che permette di ottemperare a tutte le leggi esistenti e future ed è progettata su misura per garantire flessibilità e affidabilità in qualunque settore di attività. Gli assorbitori vantano caratteristiche di sistema ben comprovate, come l’iniezione con carbonio attivato e il controllo picco, progettate per assicurare basse emissioni di mercurio e diossina.

Tecnologia di controllo NOx (rimozione degli ossidi di azoto)

Un metodo efficace di controllo delle emissioni di ossidi di azoto (NOx) derivanti dalla combustione è la tecnologia di riduzione catalitica selettiva (SCR).

Questa tecnologia si basa sulla riduzione chimica degli ossidi di azoto (NOx) in azoto molecolare (N2) e vapore acqueo (H2O). La tecnologia SCR utilizza un catalizzatore per aumentare l'efficienza di abbattimento dei NOx, che consente al processo di verificarsi a temperature inferiori. A seconda della posizione dell’unità DeNOx (ad es. a monte o a valle della fase di depolverazione) si distingue fra applicazioni ad alto contenuto di polvere e a basso contenuto di polvere. 

Il principale dispositivo utilizzato per il controllo delle emissioni di ossidi di azoto è il:

  • reattore di riduzione catalitica selettiva (SCR)
    • La reazione di riduzione NOx avviene con il passaggio dei gas attraverso la camera del catalizzatore. Prima di entrare nella camera del catalizzatore viene effettuata l’iniezione di ammoniaca o di un altro agente riducente (come l’urea) che vengono miscelati ai gas. La tecnologia SCR di GEA consente di ottenere elevate percentuali di riduzione NOx con perdite di ammoniaca limitate e una simultanea ossidazione di altri inquinanti come diossina, furani, sostanze organiche e mercurio.

Assorbimento (rimozione degli inquinanti acidi)

Gli assorbitori promuovono la rimozione degli inquinanti contenenti gas acidi come gli alogeni (F2, Cl2, Br2, I2), gli alogenuri di idrogeno (HF, HCl, HBr, HI) e gli alcol a basso peso molecolare, gli acidi carbossilici e le ammine dai gas residui.

I principali dispositivi utilizzati per il controllo delle emissioni per assorbimento sono:

  • Scrubber
    • Gli scrubber non sono usati solo per la rimozione delle polveri negli scarichi gassosi saturi ma anche per assorbire i componenti acidi. GEA ha sviluppato scrubber speciali per applicazioni diverse come lo scrubber a flusso radiale, lo scrubber Venturi, il jet scrubber, lo scrubber a intercapedine anulare e lo scrubber a orifizio sommerso.
    • Inoltre vengono spesso installate unità scrubber d’emergenza come dispositivi di sicurezza durante lo stoccaggio, in stazioni di dosaggio, per il trasporto di alogeni, alogeno-idrogeno e ammoniaca.
  • Spray drying absorption (SDA)
    • Lo Spray Drying Absorption, esclusiva modalità d'impiego della tecnologia di spray drying per l'assorbimento di gas acidi, è stato originariamente inventato da GEA negli anni '70. Da allora, è stato soggetto a continui sviluppi e ottimizzato per rispondere a requisiti e condizioni in costante cambiamento. Il processo si impone quindi come una tecnologia efficiente, versatile e ampiamente testata. 
  • Assorbitore precipitatore elettrostatico (EP Absorber)
    • Questo precipitatore elettrostatico speciale con sezione di assorbimento è utilizzato principalmente nel processo di depurazione dei gas con cracking catalitico a letto fluido (FCC). 
  • Colonne di assorbimento
    • Con speciali ugelli mobili, un mezzo di lavaggio viene iniettato e distribuito sulla sommità della colonna per produrre un’area di massimo scambio di gas/liquido mentre contemporaneamente l'effetto estinguente determina il raffreddamento dei gas o dei vapori. 

Rimozione metalli pesanti

Il processo con calomelano per la rimozione del mercurio si basa sull’ossidazione di vapore di mercurio con cloruro mercurico per formare cloruro mercuroso (calomelano) che può essere separato mediante scrubbing.

Deodorazione e rimozione di VOC

I componenti organici volatili (VOC) e gli odori vengono spesso trattati simultaneamente in altri processi di depurazione dei gas come lo scrubbing o reazioni catalitiche.

Abbattimento diossina/furani 

La diossina e i furani sono noti per essere fra i gruppi di sostanze organiche più tossici e spesso vengono trattati simultaneamente in altri processi di depurazione dei gas aggiungendo un assorbente (carbone attivo, coke di forno a suola o zeoliti) o reazioni catalitiche.

Raffreddamento dei gas e condizionamento

Con il sistema di raffreddamento dei gas di GEA una quantità controllata di acqua nebulizzata viene immessa nel flusso di gas caldo così da ridurne e/o mantenerne stabile la temperatura. Una volta che l’acqua è completamente evaporata assorbendo il calore del gas rimangono le polveri fluttuanti, zero scarichi liquidi e una quantità ridotta o inesistente di depositi.

I principali dispositivi utilizzati per il controllo delle emissioni per il raffreddamento dei gas e il condizionamento sono:

  • torre di estinzione, estinzione del gas caldo o raffreddatore evaporativo
    • Il sistema di estinzione consiste nel raffreddare gas di scarico a temperature elevate provenienti da un inceneritore, da un forno fusorio, da un forno di essiccazione o da qualsiasi altro flusso di gas caldo ed è spesso utilizzato come pre-raffreddamento per gli scrubber o i precipitatori elettrostatici ecc. 

Recupero del calore (energia) di scarto 

Il risparmio dei costi per l'energia e la riduzione delle emissioni di CO2 fanno dell'impianto di recupero energetico un investimento che non offre solo vantaggi competitivi sui costi del prodotto finale, ma aiuta anche a preservare l'ambiente per le generazioni future. Il calore di scarto di un processo può essere recuperato utilizzando il processo ORC (Organic Rankine Cycle) o aumentando l’efficienza economica con l’implementazione di scambiatori di calore nel processo industriale.

  • Unità di recupero del calore di scarto (WHRU)
    • Le unità di recupero del calore di scarto sono scambiatori di calore a gas/olio termico che garantiscono un trasferimento di calore altamente efficiente. Progettate specificamente per la singola applicazione, le unità GEA sono idonee a diverse temperature e concentrazioni di gas/polvere.
    • Ogni WHRU è dotata di un sistema di pulizia appositamente progettato per le condizioni di lavoro previste per l’unità come un elevato carico di polvere o polvere aderente.