Misurazione delle emissioni negli impianti industriali – settori & processi tipici

Negli impianti industriali come vetrerie, cementifici o acciaierie, gli strumenti di misura delle emissioni rilevano in modo continuo o periodico i componenti dei gas di combustione come O₂, CO, CO₂, NO_x, SO₂ e polveri in mg/m³, per garantire il rispetto dei valori limite di emissione e controllare i processi in modo efficiente. Vengono installati in punti di misura definiti e integrati nei flussi operativi e documentali dell’impianto.

Tipiche fonti di emissioni negli impianti industriali

Gli impianti industriali generano emissioni principalmente dove vengono bruciati combustibili o rilasciati gas di processo. Le tipiche fonti di emissioni sono:

bruciatori principali e fiamme dei forni in forni per vetro o cemento,
caldaie e sistemi di riscaldamento per la produzione di vapore,
forni di essiccazione e trattamento nell’industria siderurgica o metallurgica,
flussi di gas di combustione provenienti da impianti di recupero del calore residuo o stadi di postcombustione.

In molti casi, queste fonti di emissioni sono collegate a condotti centrali di gas di combustione o camini. Gli strumenti di misura delle emissioni sono posizionati in modo da rilevare flussi di gas di combustione rappresentativi – spesso immediatamente prima dell’uscita del camino o in punti di raccolta dei gas di combustione definiti.

Fonti di emissioni negli impianti industriali

Punti di misura, grandezze misurate e condizioni al contorno

La selezione di punti di misura adeguati è determinante per misurazioni delle emissioni significative. I criteri importanti sono:

condizioni di flusso nel gas di combustione (miscelazione sufficiente, nessuna area simile a zone morte),
condizioni di temperatura e pressione,
contenuto di polveri e umidità,
accessibilità per il montaggio e la manutenzione.

Le grandezze misurate tipiche negli impianti industriali sono O₂, CO, CO₂, NO_x, SO₂ e polveri. A seconda del processo, possono aggiungersi ulteriori componenti, come HCl o HF negli impianti di incenerimento dei rifiuti. Gli strumenti di misura delle emissioni devono coprire campi di misura in grado di rilevare sia il tipico campo operativo sia i picchi attesi. Allo stesso tempo, le alte temperature, le polveri e i componenti aggressivi rappresentano sfide per il campionamento, il condizionamento del gas e la sensoristica.

Esempio pratico: in un cementificio, la temperatura dei gas di combustione nella zona del gas grezzo può raggiungere diverse centinaia di gradi Celsius, mentre i livelli di polvere si trovano nell’intervallo g/m³. Le sonde di campionamento e i moduli di condizionamento del gas devono essere progettati di conseguenza per proteggere sia gli strumenti di misura sia le tubazioni dall’usura e dall’intasamento.

Misurazione delle emissioni in settori selezionati

Industria del vetro, del cemento e dell’acciaio in sintesi

Nell’industria del vetro, le emissioni di NO_x e SO₂ sono spesso al centro dell’attenzione. I punti di misura vengono tipicamente installati nel flusso di gas di combustione dei forni di fusione. Le elevate temperature di processo e i lunghi tempi di funzionamento dei forni richiedono sistemi di misura particolarmente robusti con percorsi di misura NDIR stabili a lungo termine e un condizionamento affidabile del gas.

Nell’industria del cemento, oltre a NO_x e SO₂, le emissioni di polveri sono particolarmente rilevanti. Le misurazioni vengono effettuate in diversi punti: ad esempio, ai gas di combustione del forno, agli impianti di depolverazione o ai sistemi di combustione secondaria. I sistemi di misura delle emissioni devono essere in grado di gestire elevati carichi di polvere e combustibili variabili.

Nell’industria siderurgica, le misurazioni delle emissioni vengono effettuate, tra l’altro, su forni di trattamento termico, impianti di recupero del calore residuo e altre fasi di processo. A seconda del processo, devono essere monitorati diversi componenti gassosi e frazioni di polvere. Gli strumenti di misura delle emissioni vengono spesso integrati nei sistemi di controllo di processo esistenti per combinare il monitoraggio dei valori limite e l’ottimizzazione operativa.

Industria del vetro Industria del cemento Industria dell’acciaio Industria dell’alluminio Industria mineraria

Integrazione degli strumenti di misura delle emissioni nei concetti di impianto

Gli strumenti di misura delle emissioni non sono unità isolate, ma parte di un concetto complessivo di impianto che comprende tecnologia di processo, depurazione dei gas di combustione e sistemi di monitoraggio. Gli aspetti di integrazione tipici sono:

integrazione dei valori misurati nei sistemi di controllo di processo (ad es. per il monitoraggio automatico dei valori limite),
collegamento con i sistemi di depurazione dei gas di combustione (ad es. controllo delle fasi di denitrificazione o desolforazione),
connessione all’archiviazione dei dati e al reporting per audit e relazioni normative.

Interazione tra sistemi mobili e stazionari

In molti impianti industriali, i sistemi di misura delle emissioni stazionari e i dispositivi mobili si completano a vicenda. I sistemi stazionari rilevano continuamente le emissioni ai camini principali, mentre gli strumenti di misura delle emissioni mobili vengono utilizzati per misurazioni aggiuntive presso impianti ausiliari, processi temporanei o durante la messa in servizio. Ciò consente di coprire in modo flessibile sia i requisiti legali sia le esigenze operative.

Strumenti di misura delle emissioni nel concetto di impianto

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