Valutazione dell'efficienza dei sistemi di abbattimento a combustione

La capacità di valutare i problemi durante un’ispezione sul campo dipende essenzialmente dalla strumentazione di controllo di cui è fornito il sistema. La maggior parte dei grandi impianti presenta una ricca strumentazione, invece quelli più piccoli possono averne una ridotta all’osso. Quindi, dopo aver valutato il rispetto dei limiti di legge delle emissioni, dovrebbero essere controllati i vari parametri fondamentali che definiscono l’operatività generale del sistema per vedere se vi sono degli scostamenti dai valori di routine e per capire se vi è una perdita di efficienza nell’ossidazione dei composti inquinanti.

Anche se questi sistemi di abbattimento vengono utilizzati per eliminare gas che generalmente non possono essere visti, l’opacità al camino è ancora un utile parametro di ispezione.
In ogni caso, la misura più diretta del rendimento è la concentrazione dei vapori organici nel flusso d’aria in uscita, nei combustori di solito misurata a valle dello scambiatore di calore. Concentrazioni molto elevate in uscita potrebbero essere la conseguenza di varie cause diverse: una bassa temperatura di combustione, problemi a carico dei bruciatori, una miscelazione inadeguata delle massa d’aria, una ridotta permanenza nella zona di ossidazione, una riduzione dell’attività del catalizzatore o un corto circuito all’interno dello scambiatore di calore a causa di un intasamento o di un cedimento strutturale.
Se vi è un monitor analizzatore installato permanentemente, bisogna valutare l’affidabilità dei dati raccolti come parte della procedura generale di verifica dell’efficienza del sistema. La valutazione include un’ispezione delle condizioni e dell’integrità del sistema di campionamento ed una verifica della portata del campione d’aria che deve essere esaminato. Oltre a questo, dovrebbero essere valutate le frequenze e le procedure di calibrazione, nonché le registrazioni relative.
Se non c’è un analizzatore fisso, allora le misure delle concentrazioni degli inquinanti devono essere effettuate tramite un analizzatore portatile. Comunque è necessario utilizzare un sistema di diluizione per impedire che l’alta temperatura possa danneggiare gli strumenti. Dato che questi analizzatori hanno una limitata capacità di aspirazione, le misurazioni devono essere effettuate nella porzione del condotto di uscita che presenta una pressione interna positiva.
Sia gli analizzatori fissi che quelli portatili possono fornire delle indicazioni accurate della concentrazione in uscita quando sono calibrati per specifici composti presenti nel flusso d’aria trattato; spesso per effettuare queste calibrazioni si utilizzano così dei gas di riferimento come il metano, il propano, l’esano o il 1,3 butadiene.

Il parametro operativo più importante per valutare il rendimento di un combustore termico è la temperatura in uscita del flusso d’aria trattato. Questa viene sempre monitorata dato che viene utilizzata per controllare l’erogazione del combustibile ai bruciatori. Delle temperature inferiori alla norma implicano una diminuzione nella distruzione dei contaminanti dato che aumentano di conseguenza i tempi di reazione. Inoltre, quando la temperatura scende sotto i 700°C, le condizioni di equilibrio fanno sì che l’ossidazione del carbonio porti alla formazione di monossido di carbonio, più che di anidride carbonica.

Per valutare il rendimento di un combustore catalitico si prendono in esame sia le temperature in entrata che quelle in uscita, dato che la differenza di temperatura è direttamente relazionata all’ammontare di vapori organici che vengono distrutti. Vi è la possibilità, comunque, che vi sia una diminuzione di questa differenza perché ci sono meno vapori organici contaminanti in entrata; per questo la situazione dovrebbe essere valutata mediante l’utilizzo di un analizzatore portatile o magari fisso, già installato allo scopo di individuare il limite inferiore di esplosività.
Una diminuzione nella differenza di temperatura può anche manifestarsi se vi è una perdita dell’attività del catalizzatore, dato che in questo modo vengono ossidati meno composti organici. Se viene monitorata in continuo anche la temperatura in uscita, allora le registrazioni dovrebbero essere esaminate per individuare le escursioni di temperatura maggiori, dato che queste potrebbero danneggiare il catalizzatore o il sistema dello scambiatore di calore a valle.

L’aumento della temperatura nel flusso d’aria da trattare lungo lo scambiatore di calore fornisce un’utile indicazione delle sue condizioni fisiche. L’accumulo di particolato nello scambiatore di calore riduce l’efficienza di trasferimento, cosa che comporta una richiesta supplementare di combustibile per mantenere alte le temperature.

Un altro parametro molto utile è la portata dei flussi in entrata ed in uscita. Una diminuzione delle portate in entrata può essere relazionata ad una diminuzione nella raccolta dei contaminanti alla sorgente; una diminuzione in uscita sta generalmente ad indicare che ci sono delle perdite o delle fughe nell’impianto.