Gli impianti di combustione sono fondamentali per il funzionamento di diverse industrie e la produzione di energia. Rappresentano, però, una delle principali fonti di emissioni inquinanti in atmosfera.
Di conseguenza, la gestione ottimale del processo di combustione e il rispetto dei limiti emissivi sono estremamente importanti, sia per motivi ambientali che normativi.
In particolare, il controllo dei parametri chiave come l’ossigeno (O2) e il monossido di carbonio (CO) durante la combustione è essenziale per garantire la massima efficienza del processo e minimizzare le emissioni nocive.
Negli ultimi anni, le normative in merito alle emissioni in atmosfera, soprattutto in Europa, sono diventate sempre più stringenti. Attraverso l’Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA), infatti, è stato stabilito un quadro di riferimento per limitare e monitorare le emissioni degli impianti di combustione.
Impianti di combustione: definizione e funzionamento
Gli impianti di combustione sono sistemi che utilizzano combustibili fossili o biomasse per generare energia termica. Vengono utilizzati in vari settori industriali, come la produzione di elettricità, la generazione di vapore per processi industriali e il riscaldamento degli edifici.
Il funzionamento degli impianti di combustione prevede il processo di ossidazione di combustibili in presenza di ossigeno per produrre calore. Oltre al calore, però, si generano anche gas inquinanti, tra cui anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOx) e ossidi di zolfo (SOx), che devono essere gestiti e ridotti il più possibile per minimizzare l’impatto ambientale.
Il ruolo del controllo O2/CO nella combustione
Il controllo della concentrazione di ossigeno (O2) e monossido di carbonio (CO) durante il processo di combustione è essenziale per ottimizzare l’efficienza e minimizzare le emissioni.
Si tratta di parametri che sono ovviamente collegati: un livello insufficiente di ossigeno può portare a una combustione incompleta, aumentando la produzione di CO, mentre un eccesso di ossigeno riduce l’efficienza energetica, provocando maggiori perdite di calore.
Importanza del controllo O2
L’ossigeno è un parametro cruciale per il corretto svolgimento del processo di combustione.
Un controllo ottimale dell’ossigeno consente di:
- ridurre la formazione di inquinanti come il monossido di carbonio e gli ossidi di azoto
- ottimizzare l’efficienza della combustione, minimizzando il consumo di combustibile
- garantire la sicurezza dell’impianto, evitando condizioni di combustione pericolose
Monitoraggio del monossido di carbonio (CO)
Il monossido di carbonio è un indicatore della qualità della combustione.
Una combustione incompleta, causata da una mancanza di ossigeno, genera elevate quantità di CO, che è tossico e contribuisce all’inquinamento atmosferico.
Monitorare costantemente i livelli di CO è utile per:
- migliorare la qualità della combustione
- identificare inefficienze o malfunzionamenti del sistema
- ridurre il rischio di superare i limiti emissivi stabiliti dalla normativa
Normative ambientali e nuovi limiti emissivi per gli impianti di combustione
Le normative europee e nazionali sulle emissioni in atmosfera si sono fatte sempre più rigorose: in particolare, le direttive europee hanno portato a una revisione dei limiti emissivi per gli impianti di combustione, con un’attenzione particolare agli impianti termici e alle grandi centrali elettriche.
Direttiva Europea sulle emissioni industriali (IED)
La Direttiva 2010/75/UE, conosciuta come IED (Industrial Emissions Directive), stabilisce i limiti per le emissioni di inquinanti atmosferici provenienti dagli impianti industriali, compresi quelli di combustione.
Impone limiti rigorosi su una serie di inquinanti, tra cui:
- Ossidi di azoto (NOx)
- Ossidi di zolfo (SOx)
- Monossido di carbonio (CO)
- Particolato (PM)
Gli impianti di combustione sono dunque tenuti a rispettare questi limiti attraverso un sistema di monitoraggio continuo delle emissioni (CEMS – Continuous Emissions Monitoring Systems) e mediante l’applicazione delle migliori tecniche disponibili (BAT – Best Available Techniques).
Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA)
L’Autorizzazione Integrata Ambientale è un documento che autorizza gli impianti industriali, inclusi quelli di combustione, a operare nel rispetto dei limiti emissivi e delle normative ambientali vigenti.
L’AIA in sostanza garantisce che le aziende implementino tutte le misure necessarie per limitare l’inquinamento, ridurre i consumi energetici e minimizzare l’impatto ambientale.
Tecnologie avanzate per il controllo delle emissioni
Per rispettare i nuovi limiti emissivi, molte aziende stanno adottando tecnologie avanzate per il controllo delle emissioni, tra cui:
- Sistemi di monitoraggio continuo delle emissioni (CEMS): consentono di monitorare costantemente i livelli di inquinanti emessi e di intervenire tempestivamente in caso di superamento dei limiti.
- Filtri a manica e precipitatori elettrostatici: utilizzati per la rimozione del particolato.
- Sistemi di desolforazione (DeSOx): riduzione degli ossidi di zolfo attraverso processi chimici.
- Sistemi di denitrificazione (DeNOx): per ridurre gli ossidi di azoto tramite l’utilizzo di reattori catalitici o di altre tecnologie.
Benefici dell’ottimizzazione della combustione
Ottimizzare il processo di combustione consente di rispettare le normative ambientali, ma offre anche numerosi vantaggi operativi.
- Maggiore efficienza energetica: il controllo ottimale di O2 e CO riduce il consumo di combustibile e aumenta l’efficienza complessiva dell’impianto.
- Riduzione dei costi operativi: l’ottimizzazione della combustione permette di ridurre i costi legati all’acquisto di combustibile e alla manutenzione degli impianti.
- Miglioramento della qualità dell’aria: riducendo le emissioni inquinanti, gli impianti contribuiscono alla riduzione dell’inquinamento atmosferico e al miglioramento della qualità dell’aria.
Come adattarsi ai nuovi limiti emissivi: suggerimenti per le aziende
Le aziende che gestiscono impianti di combustione devono adeguarsi ai nuovi limiti emissivi per evitare sanzioni e garantire un impatto ambientale sostenibile.
Ecco alcuni suggerimenti per conformarsi:
- implementare sistemi di monitoraggio continuo: installare CEMS per monitorare costantemente i livelli di emissioni e garantire il rispetto dei limiti
- adottare tecnologie di abbattimento delle emissioni: investire in tecnologie avanzate come sistemi di desolforazione e denitrificazione
- formare il personale: assicurarsi che il personale sia adeguatamente formato sulla gestione dell’impianto e sul rispetto delle normative ambientali
- collaborare con consulenti ambientali: lavorare con esperti del settore per sviluppare piani di miglioramento e strategie di conformità
