Gli impianti di termovalorizzazione svolgono un ruolo strategico nella gestione sostenibile dei rifiuti, trasformandoli in energia e riducendo l’impatto ambientale. Sono sistemi complessi che richiedono un controllo preciso di portate, livelli, concentrazioni polveri e parametri di combustione per garantire efficienza, sicurezza e rispetto dei limiti emissivi. ICM offre tecnologie di misura specifiche, selezionate e validate da ampia esperienza diretta nel settore, per affrontare le sfide tipiche di questi impianti complessi, che richiedono soluzioni affidabili anche in condizioni gravose e con fluidi o gas particolarmente sporchi o aggressivi.
Di seguito vi spieghiamo le principali tecnologie di misura impiegate da Ital Control Meters nei termovalorizzatori, i principi di funzionamento e i vantaggi concreti per una gestione ottimizzata dei processi di combustione e trattamento fumi.
I principali processi di un termovalorizzatore
Un impianto di termovalorizzazione è una realtà composta da diverse sezioni operative, ciascuna con un ruolo chiave nel processo di trasformazione del rifiuto in energia. Tutto ha inizio nella fossa rifiuti, dove il materiale viene stoccato e omogeneizzato prima di essere introdotto nella tramoggia di carico. Da qui, i rifiuti vengono avviati al forno a griglia mobile raffreddata ad aria o acqua, dove avviene la combustione controllata, eventualmente integrata dal dosaggio di fanghi o altri materiali da trattare.
Per garantire un processo di combustione efficiente e completo, l’impianto è dotato di un sistema articolato di aria comburente, che comprende aria primaria (immessa sotto la griglia), secondaria (iniettata sopra la griglia per completare l’ossidazione) e talvolta anche aria di ricircolo, utile per migliorare l’efficienza e ridurre le emissioni di NOₓ.
I gas caldi generati dalla combustione passano poi attraverso la caldaia a vapore, dove il calore residuo viene recuperato per produrre energia. A valle della caldaia si trova l’economizzatore, che consente un ulteriore recupero termico prima dell’ingresso nei sistemi di abbattimento. Il vapore generato alimenta una turbina accoppiata a un alternatore per la produzione di energia elettrica, mentre il calore in eccesso può essere utilizzato tramite scambiatori per alimentare una rete di teleriscaldamento urbano.
Fondamentale è infine il ruolo della sezione di trattamento fumi, che può includere diversi sistemi combinati: SCR o SNCR per la riduzione degli ossidi di azoto (DeNOₓ), filtri a maniche per la rimozione del particolato, reattori con carbone attivo e calce per l’abbattimento di microinquinanti e gas acidi. Il tutto si conclude con il camino, da cui i fumi, opportunamente trattati e monitorati, vengono emessi nell’atmosfera in modo controllato, secondo i limiti imposti dalla normativa.
La regolazione dell’aria comburente con tecnologia massica termica
La gestione dell’aria comburente, sia primaria che secondaria e di ricircolo, è fondamentale per garantire una combustione ottimale e ridurre la formazione di ossidi di azoto (NOₓ). I misuratori di portata massici termici KURZ INSTRUMENTS rappresentano la soluzione ideale in queste applicazioni. L’aria primaria, prelevata dalla fossa rifiuti, è spesso carica di particelle appiccicose che tendono a sporcare rapidamente i sensori tradizionali. KURZ ha sviluppato sensori brevettati, altamente resistenti allo sporcamento e stabili nel tempo. L’aria di ricircolo, invece, povera di ossigeno perché prelevata dai fumi caldi dopo la combustione, viene reiniettata per ridurre la formazione di NOx, e anche qui la misura deve essere rapida, accurata e resistente alle alte temperature.
I misuratori di portata KURZ si distinguono per la loro elevata precisione, con un errore tipico intorno all’1% del valore misurato, e per l’ampio range operativo, che consente letture affidabili anche a basse velocità. I sensori sono costruiti con materiali speciali, come l’Hastelloy, per resistere a gas acidi e a temperature fino a 500°C. Inoltre, la loro installazione è semplice anche su grandi tubazioni che non dispongono di lunghi tratti rettilinei e l’elettronica remota integrata consente test automatici di zero e span, così da verificare eventuali derive in modo rapido e sicuro. In sintesi, questi misuratori offrono:
- un range di lavoro molto esteso
- un’ ottima precisione di misura
- una velocità di risposta rapida
- una facilità di installazione sulle tubazioni di grande diametro -rispetto ai misuratori venturi e flange tarate.
La tecnologia elettrodinamica per il controllo polveri a valle del filtro a maniche
Dopo il trattamento primario dei fumi attraverso elettrofiltro o scrubber a umido, e la successiva filtrazione con filtro a maniche, è fondamentale garantire che la concentrazione residua di polveri sia inferiore a 2 mg/m³. Questo limite è essenziale per proteggere l’efficienza e la durata del reattore catalitico DeNOx, deputato alla riduzione selettiva degli ossidi di azoto (NOₓ). La presenza di particolato residuo potrebbe infatti compromettere l’attività del catalizzatore, ostruendone i canali e riducendone drasticamente la reattività.
Per il monitoraggio continuo di questi bassissimi livelli di polveri, la tecnologia elettrodinamica si è affermata come la più affidabile. A differenza dei sensori triboelettrici tradizionali, soggetti a deriva nel tempo, la misura elettrodinamica si basa sul principio dell’induzione elettrica generata dalle particelle cariche in movimento nel gas. Questo approccio consente una maggiore stabilità, assenza di derive e un’elevata resistenza alle variazioni di velocità del flusso o alla presenza di condensa nei tratti freddi della linea.
I sensori elettrodinamici offrono una sensibilità estrema, con capacità di rilevamento anche sotto la soglia di 1 mg/m³, mantenendo al contempo precisione e affidabilità in ambienti difficili, dove sono presenti gas acidi, umidità, polveri abrasive o alte temperature. La progettazione robusta e l’assenza di parti mobili li rendono resistenti allo sporcamento e ideali per installazioni in continuo. Inoltre, la presenza di una diagnostica automatica integrata consente il monitoraggio costante dello stato del sensore, facilitando le attività di manutenzione predittiva e garantendo la conformità normativa nel lungo periodo.
Misura della portata di calce e livello tramoggia rifiuti con tecnologia a microonde
Il corretto dosaggio della calce è un passaggio essenziale nel trattamento dei fumi degli impianti di termovalorizzazione. La calce viene infatti utilizzata per neutralizzare gas acidi come biossido di zolfo (SO₂), acido cloridrico (HCl) e acido fluoridrico (HF), contribuendo in modo determinante al rispetto dei limiti emissivi. Inoltre, l’abbinamento con carbone attivo consente di adsorbire efficacemente metalli pesanti come il mercurio, nonché diossine e furani, sostanze altamente tossiche.
Per garantire un’efficienza costante del processo e ottimizzare l’uso dei reagenti, è fondamentale disporre di una misura precisa e continua della portata massica della calce. I sistemi MF3000 con tecnologia a microonde di Muetec Instruments a tecnologia microonde rappresentano una soluzione ideale per questo tipo di applicazione: sono progettati per operare in trasporti pneumatici e forniscono la misura diretta della portata in kg/h, senza l’utilizzo di parti mobili soggette a usura o deriva. Ciò si traduce in una misura stabile, affidabile e insensibile alla presenza di polveri abrasive o alle variazioni della granulometria del materiale.
Anche il monitoraggio del livello dei rifiuti nella tramoggia di alimentazione riveste un ruolo importante nella gestione dell’impianto. In quest’area, spesso soggetta a temperature elevate, polveri e depositi, le tradizionali tecnologie di misura possono incontrare difficoltà operative. I sensori radar a microonde offrono una valida alternativa: possono essere installati all’esterno della tramoggia, tramite apposite finestre ceramiche o refrattarie, e assicurano una misura senza contatto, continua e affidabile nel tempo. Non risentono dello sporcamento né delle condizioni ambientali critiche, permettendo una gestione più sicura ed efficiente del caricamento rifiuti.
Monitoraggio delle emissioni: un sistema integrato
Il monitoraggio continuo delle emissioni è un elemento imprescindibile per garantire la conformità normativa e la sostenibilità ambientale degli impianti di termovalorizzazione. Diverse tecnologie concorrono a fornire una visione completa e affidabile della qualità dei fumi emessi. Per la misura delle polveri a bassissime concentrazioni, la tecnologia elettrodinamica si è affermata come una delle più efficaci. Basata sulla rilevazione senza contatto della carica elettrica naturale delle particelle sospese, garantisce un’elevata affidabilità anche in presenza di condensa acida, polveri incrostanti o basse velocità del flusso, mantenendo la precisione anche in condizioni operative difficili. Questi analizzatori sono particolarmente apprezzati per la semplicità costruttiva in quanto prevedono:
- riproducibilità di misura elevata per impiego misura primaria e back up
- risoluzione di misura 0,01 mg/m3 per rilevazione di concentrazioni bassissime
- nessuna parte ottica e parte meccanica in movimento
- Cicli di QAL3 automatici per gestione carte di controllo
- Certificazione MCERT’s QAL1 EN 13284-2 (range 0-7,5mg/m³.)
La misura della portata dei fumi è altrettanto cruciale per il calcolo dei flussi emissivi. In questo ambito, il tubo di Pitot rappresenta una tecnologia consolidata per la misura della velocità del gas nei condotti. Grazie a sonde multipunto e alla compensazione di temperatura e pressione, il sistema consente di determinare con precisione il flusso volumetrico normalizzato, necessario per il bilancio emissivo e il rispetto dei limiti imposti dall’AIA.
Per l’analisi chimica dei gas in tracce e dei principali inquinanti, i sistemi portatili FTIR (Fourier Transform Infrared) sviluppati da Gasmet permettono il monitoraggio simultaneo e in tempo reale di un’ampia gamma di composti: NO, NO₂, SO₂, CO, CO₂, HCl, HF, NH₃, ma anche composti organici volatili (COV) e gas serra. La tecnologia FTIR offre elevata sensibilità, ampia selettività e possibilità di rilevare anche sostanze regolamentate in concentrazioni molto basse, con la possibilità di analisi retrospettiva dei dati acquisiti.
Insieme, queste tecnologie costituiscono un sistema integrato di controllo delle emissioni, che supporta non solo l’adeguamento normativo, ma anche la trasparenza nei confronti del territorio e la gestione efficiente dell’impianto.
Acque di scarico: misura precisa con tecnologia radar doppler
Oltre al controllo delle emissioni in atmosfera, un impianto di termovalorizzazione deve garantire una gestione puntuale delle acque reflue, provenienti dai processi di lavaggio dei fumi, dal raffreddamento e da altri impieghi interni. Il monitoraggio preciso della portata delle acque di scarico è fondamentale sia per assicurare il corretto funzionamento dell’impianto di trattamento acque, sia per dimostrare la conformità alle normative ambientali, sempre più stringenti in materia di scarichi idrici.
I misuratori radar a onda guidata o tecnologia doppler IP68 rappresentano una soluzione altamente affidabile: questi strumenti, prodotti da Sommer Messtechnik, consentono la misura continua e senza contatto della velocità dell’acqua e, combinati con sensori di livello, permettono di calcolare con precisione la portata istantanea e il volume complessivo scaricato. Un aspetto particolarmente rilevante è la capacità di funzionare con portate molto basse, a partire da 0,08 m/s, fino a velocità elevate di 16 m/s, mantenendo un’elevata accuratezza anche in condizioni idrauliche variabili.
L’assenza di parti in movimento o a contatto diretto con il fluido elimina il rischio di blocchi, usura o malfunzionamenti dovuti a detriti e sedimenti presenti nei canali o nelle condotte. Inoltre, i sensori sono progettati per resistere a condizioni climatiche estreme, con un intervallo di temperatura operativo compreso tra -40°C e +60°C, rendendoli adatti anche per installazioni in ambienti esposti o soggetti a forti escursioni termiche.
Negli impianti di termovalorizzazione, accuratezza e affidabilità delle misure sono determinanti per la sicurezza, l’efficienza e il rispetto ambientale. Ital Control Meters seleziona e propone le tecnologie più idonee per ogni applicazione critica, supportando i gestori degli impianti con soluzioni su misura, tecnologie testate sul campo e competenza tecnica consolidata.
