Opzioni tecnologiche per l’abbattimento COV

Esistono molte soluzioni e tecnologie per la riduzione delle emissioni dei COV da processi produttivi. La tecnologia di trattamento viene scelta in base ai costi di gestione, alle peculiarità dei siti in cui verrà utilizzata, ai volumi d’aria trattati, alle concentrazioni delle emissioni e, dove possibile, al riutilizzo delle emissioni stesse attraverso sistemi di recupero termico.

Analizziamo di seguito le principali soluzioni tecnologiche per l’abbattimento dei composti organici volatili attualmente proposte sul mercato.

Metodi di ossidazione 

Ossidazione termica (RTO)

L’ossidazione termica permette la trasformazione dei COV in Anidride Carbonica e acqua utilizzando temperature elevate intorno ai 750-800 °C ma creando un aumento di NOx e CO.

L’ossidatore termico rigenerativo (RTO) è solitamente dotato di 3 camere di combustione che vengono riscaldate ad alte temperature tramite bruciatori a gas e mantenute calde attraverso scambiatori di calore ceramici che permettono di recuperare il 60%-80% di energia termica. Il calore trattenuto dalle masse viene quindi riutilizzato per riscaldare i fumi in ingresso.

Nel processo vengono utilizzati speciali gruppi valvole per scambiare la direzione del flusso all’interno delle camere e mantenere bilanciata la temperatura necessaria per un completo abbattimento dei composti. L’efficienza termica di questo processo è pari al 90%.

Ossidazione catalitica (RCO)

Nell’ossidazione catalitica vengono utilizzati speciali catalizzatori impregnati con Metalli Preziosi per ossidare i COV a temperature di 350-400 °C, nettamente inferiori rispetto a quelle necessarie per l’ossidazione termica (fino a 500 °C in meno). Grazie alle basse temperatura di ossidazione catalitica non vengono creati inquinanti secondari quali NOx e CO.

Gli Ossidatori Catalitici Rigenerativi (RCO) sono progettati con due o tre camere di ossidazione e gestiscono l’andamento del flusso attraverso le camere, tramite un sistema di valvole posizionate nella parte fredda del reattore, questo per favorire la durata delle stesse essendo soggette a temperature molto basse 30-130°C.

Analogamente all’ossidazione termica, possono essere abbinate)tecnologie di recupero termico all’uscita dell’impianto catalitico.

Di seguito si riportano alcuni vantaggi dell’ossidazione catalitica rispetto a quella termica

Caratteristiche dell’ossidazione catalitica

• Basse temperature di funzionamento per un alto risparmio energetico

• Riduzione al minimo delle emissioni di CO2

• Nessun inquinante prodotto quale NOx e CO

• Tempo di avviamento rapido

• Unità più compatte e leggere

• Manutenzione minima richiesta

• Nessuna sostituzione dei catalizzatori o scambiatori

• Ciclo vita impianto prolungato

• Tollera livelli di ossigeno bassi

• Auto-sostentamento basso (>0,6 g/Nm3)

• I catalizzatori possono avvelenarsi da Siliconi, Metalli pesanti e Fluoro

• Perdita di carico maggiore nelle masse catalitiche

Caratteristiche dell’ossidazione termica

Consumo energetico molto elevato

Maggiore stress termico all’interno della struttura a causa delle alte temperature di esercizio

Emissioni di CO2 elevate

Creazioni di sottoprodotti quali NOX  e CO causati delle alte temperature di esercizio

Tempi di avviamento più lunghi per raggiungere la temperatura di ossidazione

Unità più grandi e più pesanti

Costi di manutenzione elevati

Sostituzione ceramiche frequenti

Richiede almeno l’8% di ossigeno nel gas

Punto di auto-sostentamento più alto >1,2 g/Nm3

Nessun rischio di avvelenamento

Tabella di confronto tra RCO e RTO

Su base annua e considerando che l’RCO lavora in auto-sostentamento, si ha bisogno di 1088 MWh/a di energia termica in meno rispetto all’ RTO. Ciò si traduce in un risparmio annuo pari a 65.280 Euro (0,06€/kWh)

Torcia

I gas COV vengono trattati in un sistema a torcia aperto o chiuso. La torcia viene utilizzata per depurare diversi tipi di emissioni. Tuttavia, in presenza di basse concentrazioni, il consumo di combustibile per questa tecnologia è particolarmente alto.

Adsorbimento

I metodi di adsorbimento maggiormente conosciuti sono attraverso l’utilizzo di Carboni Attivi o Zeoliti, in cui i gas COV vengono adsorbiti dalla superficie porosa del materiale utilizzato.

L’adsorbimento può essere facilmente utilizzato per depurare piccoli volumi d’aria con un contenuto di COV relativamente basso. Nel caso di grandi volumi gli effluenti possono essere adsorbiti dalla ruota zeolitica a carboni o zeoliti per concentrare i composti di COV, che successivamente potranno essere abbattuti con un sistema di Ossidazione.

Assorbimento

L'assorbimento è un metodo basato sulla separazione dei componenti gassosi solubili dal flusso di gas disperdendolo con un fluido solvente. Il fluido utilizzato per l'assorbimento è solitamente acqua o un solvente delicato che non provoca emissioni di COV. Il fluido effluente prodotto da questo processo va trattato come rifiuto, ma può essere ritrattato per separare le sostanze chimiche assorbite in una forma pulita e concentrata.

Condensazione

Per condensazione s’intende la trasformazione di un gas in un liquido. La condensazione permette la separazione di una o più sostanze tossiche dal gas, modificandone il suo stato fisico. La condensazione viene generata quando il gas si raffredda e raggiunge una temperatura vicina al suo punto di condensa.

Questo metodo viene utilizzato per la gestione di effluenti con alte concentrazioni (> 5000 ppmv) di COV e HAP.

Biofiltri

La biofiltrazione si basa sulla capacità naturale dei microrganismi di decomporre i composti chimici. In questo processo, le emissioni di COV costituiscono una fonte di nutrimento per i batteri. I microrganismi ossidano i componenti organici in un ambiente umido, producendo anidride carbonica e acqua.

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