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Autore: F. Lombardi, A. Polettini, R. Pomi, P. Sirini

Collana: BT - 12 - Giu 01 - Utilizzazione termica dei rifiuti

Note:
Scopo del presente lavoro è quello di fornire i criteri di dimensionamento delle unità di

rimozione del mercurio dai fumi prodotti dalla combustione dei rifiuti mediante adsorbimento

su carboni attivati in polvere.

Poiché è noto che la capacità di adsorbimento di un carbone nei confronti di una generica

specie è prioritariamente influenzata dalla sua forma chimica, è stata condotta un’analisi

preliminare del comportamento termico del mercurio e della sua speciazione chimica in

funzione della temperatura in condizioni di equilibrio. La conoscenza del comportamento del

mercurio alle alte temperature è stata necessaria allo scopo di valutare la quantità di tale

metallo che passa in fase gassosa a seguito del processo di combustione, mentre lo studio

della sua speciazione ha consentito di determinare le specie prevalenti del mercurio nelle

sezioni a valle della camera di combustione.

Tale indagine è stata condotta mediante l’applicazione di un modello termodinamico basato

sulla minimizzazione dell’energia libera di Gibbs attraverso il metodo dei moltiplicatori di

Lagrange. Nella modellizzazione si è tenuto conto della presenza dei macroelementi C, H, O e

N, nonché dell’effetto di mobilizzazione esercitato dagli alogeni - sia singolarmente che in

maniera concomitante - sui fenomeni di volatilizzazione del mercurio. L’analisi ha

evidenziato che in ingresso alle unità di trattamento fumi la specie predominante del mercurio

è rappresentata dal cloruro HgCl2.

Per la seconda parte del lavoro, sono stati adottati i valori dei parametri termodinamici e delle

costanti cinetiche disponibili in letteratura relativamente all’adsorbimento del mercurio nella

forma HgCl2. Quale materiale adsorbente è stato considerato il carbone attivo in polvere tal

quale o impregnato con Na2S, eventualmente in combinazione con calce; si è inoltre

considerata la capacità adsorbente del particolato solido presente nei fumi.

La modellizzazione del processo di adsorbimento ha riguardato sia la sezione di dosaggio del

carbone attivo (spray - drier) sia la sezione a valle di abbattimento delle polveri, che si è ipotizzato essere costituita da un filtro a maniche.

Per l’esecuzione dei bilanci di materia, si è assunto che il comportamento idraulico dello

spray - drier fosse del tipo a miscelazione completa, mentre quello del filtro a maniche fosse

del tipo a pistone; in quest’ultimo caso si è tenuto conto dell’incremento dello spessore di

materiale particolato sulle maniche durante il processo di filtrazione.

L’analisi ha dimostrato che la rimozione del mercurio avviene in maniera prevalente sullo

strato di materiale particolato che si deposita sulla superficie del filtranto, a causa

dell’incremento del tempo di contatto mercurio/carbone attivo a cui questo fenomeno dà

luogo.

Sulla scorta di tale considerazione, è stato pertanto proposto un modello di funzionamento

dell’unità di filtrazione che consente di determinare la frequenza dei controlavaggi richiesta

per conseguire il rispetto dei limiti alle emissioni per il mercurio.