La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

1 Impianti di combustione a scarti di legno: controllo tecnico-analitico delle emissioni prodotte e raffronto con il quadro normativo di settore ESAME.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "1 Impianti di combustione a scarti di legno: controllo tecnico-analitico delle emissioni prodotte e raffronto con il quadro normativo di settore ESAME."— Transcript della presentazione:

1 1 Impianti di combustione a scarti di legno: controllo tecnico-analitico delle emissioni prodotte e raffronto con il quadro normativo di settore ESAME DEI RISULTATI Piero Silvestri A.R.P.A.V. Dipartimento Provinciale di Treviso Servizio Territoriale – U.O. Vigilanza Ambientale Treviso, 9 marzo 2012

2 2 Lavoro eseguito nellarco di 3 stagioni termiche tra il 2009 e il 2011 (salvo 1 impianto controllato nel 2007) Da U.O. Vigilanza Ambientale del DAP Treviso per il campionamento e lelaborazione dei dati - S.L. Prov. ARPAV di Padova e S.L. Prov. ARPAV di Venezia - U.O. Microinquinanti e Diossine per le determinazioni analitiche (salvo analisi del 2007 di S.L. Prov. ARPAV di Treviso e unanalisi IPA e PCDD/F eseguita da Co.INCA) 12 impianti a legno trattato - 5 a legno vergine

3 3 Caratteristiche degli impianti Impianti A – L: unità termiche alimentate a sfridi di legno trattato Impianti M – Q: unità termiche alimentate a sfridi di legno vergine Altri impianti riportati a scopo di confronto in relazione ai gas di combustione Temperatura: 90÷160°C Velocità fumi: 3÷10 m/s Portata anidra: quasi mai superiore a Nm 3 /h Umidità: 4÷8% (20% per il cippato di legno) O 2 riferimento: 11%

4 4 Presentazione dei risultati analitici Raffronto con i limiti di legge alle emissioni in atmosfera per tipologia di combustibile Illustrazione delle criticità riscontrate per singolo parametro Esame delle criticità riscontrate per tipologia di combustibile 1.Gas di combustione (CO, NO X, SO 2 ) 2.Polveri, PM 10, Metalli 3.Composti del cloro e del fluoro (HCl, HF) 4.Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF) Considerazioni conclusive

5 5 La quasi totalità degli impianti regola in modo automatico le condizioni di combustione in funzione della richiesta termica delle utenze collegate mediante sistemi di regolazione automatica, basati sulla misurazione in continuo di temperatura e ossigeno in camera di combustione e sulla temperatura di ritorno del fluido riscaldante Lemissione derivante dagli impianti termici esaminati, per la maggior parte, non presenta un andamento costante nel tempo in corrispondenza di periodi di maggiore o minore carico dellimpianto Il confronto dei dati medi ottenuti con i limiti di legge è stato visualizzato nei grafici in termini percentuali attraverso il seguente calcolo: V i,x % = [(C i,x – C lim )/C lim ] * 100 V i,x % è la variazione rispetto al limite del parametro i per limpianto x, C i,x è il valore medio misurato per il parametro i presso limpianto x C lim è il valore limite di emissione in funzione del combustibile utilizzato Presentazione dei risultati analitici Nel calcolo dei valori medi per singolo parametro, secondo quanto riportato dal Reference Document on the General Principles of Monitoring (luglio 2003), redatto dallEuropean I.P.P.C. Bureau (scaricabile dal sito è stato applicato il criterio secondo il quale ai valori inferiori al limite di rilevabilità (LR) si assegna nei calcoli, un valore pari a zero. Laddove nella sommatoria tutti i valori siano inferiori al rispettivo limite, si è considerata la somma stessa inferiore al limite di rilevabilità più elevato; come riportato anche nel documento citato, tale criterio tende a sottostimare il vero valore dellemissione. Premessa

6 6 Presentazione dei risultati analitici ? Parte I, punto 1 dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/06 e s.m.i.: … Per le sostanze per cui non sono stabiliti valori di emissione nella parte III si applicano, anche per tali impianti, i valori di emissione stabiliti nella parte II. Premessa

7 7 1.Gas di combustione (CO, NO X, SO 2 ) Presentazione dei risultati analitici

8 8 Monossido di carbonio (CO) Valori percentuali di emissione in relazione al rispettivo limite per il parametro CO I valori medi di emissione da impianti a sfridi di legno trattato risultano in genere molto più bassi rispetto a quelli registrati da impianti alimentati a legno vergine; trattandosi di un inquinante per il quale non è comunque previsto uno specifico sistema di abbattimento, tale evidenza sembra attribuibile non tanto al tipo di materiale alimentato, quanto al fatto che negli impianti a legno vergine non viene imposto dalla normativa vigente, per impianti fino a 6 MW, il controllo in continuo del CO nei fumi di combustione. Presentazione dei risultati analitici Riferimenti normativi: Impianti a legno trattato All. 2 – Sub. 2, DM 05/02/ mg/Nm 3 come valori semiorari impianti a legno vergine Parte III dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i. 350 mg/Nm 3 Tutti gli impianti a legno vergine oggetto di controllo hanno evidenziato il superamento del limite. Relativamente agli impianti a sfridi di legno trattato, pur con un limite semiorario decisamente inferiore pari a 100 mg/Nm 3 (All. 2 – Sub. 2 al DM 05/02/1998), il superamento del limite è stato accertato solamente per 5 impianti sui 12 complessivamente controllati.

9 9 1.Gas di combustione (CO, NO X, SO 2 ) Presentazione dei risultati analitici

10 10 Ossidi di azoto (NO X ) Valori percentuali di emissione in relazione al rispettivo limite per il parametro NO X I valori mediamente riscontrati in emissione per le due tipologie di combustibile concordano con quanto era lecito attendersi tenuto conto dei meccanismi di formazione di tale inquinante e del contenuto in azoto dei materiali bruciati. Pertanto appare in larga misura fisiologico il superamento del limite di 400 mg/Nm 3 per gli impianti a legno trattato, dal momento che risultano assenti specifici sistemi di abbattimento. Presentazione dei risultati analitici Riferimenti normativi: Impianti a legno trattato All. 2 – Sub. 1, punto 6 del DM 05/02/1998: 400 mg/Nm 3 come valori orari impianti a legno vergine Parte III dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i.: 500 mg/Nm 3 Un solo impianto a legno vergine ha evidenziato il superamento del limite. Al contrario per gli impianti a sfridi di legno trattato il superamento del limite è stato accertato in modo quasi sistematico (10 impianti oltre il limite, 1 al limite, 1 entro il limite).

11 11 Biossido di Zolfo (SO 2 ) Presentazione dei risultati analitici Riferimenti normativi: Impianti a legno trattato All. 2 – Sub. 2 del DM 05/02/1998: 200 mg/Nm 3 come valori semiorari impianti a legno vergine Parte III dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i.: 200 mg/Nm 3 Diversamente dagli altri gas di combustione, il biossido di zolfo non ha in nessun caso evidenziato problematiche dal punto di vista del rispetto del limite di legge. Trattandosi di un inquinante che si origina in relazione allo zolfo presente nel combustibile, i dati dimostrano il modesto contenuto di zolfo nei materiali legnosi bruciati, pur notandosi mediamente una maggiore concentrazione in emissione negli impianti alimentati a scarti legnosi derivanti da lavorazioni di pannelli aggregati.

12 12 2. Polveri, PM 10, Metalli Valori determinati sui diversi impianti per i parametri polveri totali e Σmetalli Presentazione dei risultati analitici impianti a legno trattato All. 2 – Sub. 2 del DM 05/02/ mg/Nm 3 per polveri come valori semiorari 0,05 mg/Nm 3 per Cd+Tl 0,05 mg/Nm 3 per Hg 0,5 mg/Nm 3 per Σmetalli (Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V+Sn) Impianti a legno vergine Parte III dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i. 100 mg/Nm 3 per polveri Per i metalli valgono i limiti per classe riportati nella Parte II dellAllegato I (Tabella A1 e Tabella B), ma nei grafici, per semplicità, è stato calcolato lo scostamento rispetto al limite valido per gli impianti a legno trattato Riferimenti normativi:

13 13 I dati analitici raccolti evidenziano che il superamento del limite di legge per il parametro Σmetalli (Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V+Sn) nella quasi totalità dei casi è stato accertato parallelamente al superamento dei limiti per le polveri. discreta costanza del rapporto tra il quantitativo complessivamente emesso di metalli pesanti e il rispettivo valore di polveri totali Valori percentuali di emissione in relazione al rispettivo limite per i parametri polveri totali e Σmetalli Presentazione dei risultati analitici 2. Polveri, PM10, Metalli senza filtro a maniche finale Anche in presenza di una sottostazione filtrante a maniche, i limiti alle emissioni per le polveri sono stati più volte superati; in generale si nota che il valore di 30 mg/Nm 3 viene rispettato solamente da 7 impianti sui 17 alimentati a residui legnosi.

14 14 Valori determinati sui diversi impianti per i parametri polveri totali e Cd+Tl e Hg Non vi è stata evidenza di criticità legate allemissione di Cadmio, Tallio e Mercurio. Presentazione dei risultati analitici 2. Polveri, PM10, Metalli Rapporto percentuale tra concentrazione di metalli (Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V+Sn) e polveri totali

15 15 Presentazione dei risultati analitici Concentrazioni dei singoli metalli espresse in mg/Nm 3 sui diversi impianti Analisi QUANTITATIVA Si osserva una netta prevalenza di Piombo e Manganese, affiancata da discreti quantitativi di Rame, Cromo e, in misura più variabile, Stagno. In presenza di elevati valori di polveri totali, talora il valore di concentrazione dei singoli metalli supera il valore ammesso per la sommatoria

16 16 Distribuzione percentuale dei singoli metalli sui diversi impianti Presentazione dei risultati analitici Analisi QUALITATIVA Escludendo alcuni casi anomali costituiti in particolare dalle lettere I e P, sembra evidenziarsi una certa differenza nelle distribuzioni percentuali con una tendenziale maggiore presenza di Piombo negli impianti a legno trattato rispetto a quanto registrato negli impianti a legno vergine (M e Q), dove invece prevale il Manganese. Necessari ulteriori dati di conferma

17 17 Presentazione dei risultati analitici Escludendo gli impianti A e H, dove è evidente una non confrontabilità dei dati in parte presumibilmente accentuata dai bassi valori assoluti di polveri emesse, nella media degli impianti la percentuale di polveri costituita dalla frazione PM 10 è dellordine del 65% senza particolare differenziazione tra legno trattato e legno vergine. 2. Polveri, PM10, Metalli

18 18 3. Composti del cloro e del fluoro (HCl, HF) Valori percentuali di emissione in relazione al rispettivo limite per il parametro HCl Per i composti del cloro il limite imposto è sempre stato rispettato. In soli due casi sono stati registrati valori superiori al limite di rilevabilità per i composti del fluoro che, pertanto, nelle unità termiche controllate non rappresenta fonte di criticità. Presentazione dei risultati analitici Su quasi tutti gli impianti si riscontrano valori apprezzabili di HCl con un valore medio che ben si differenzia tra impianti alimentati a legno trattato e a legno vergine, a riscontro della maggiore presenza di contaminazioni associabili a impurezze contenenti composti clorurati nel combustibile derivante da legno trattato. Riferimenti normativi: Impianti a legno trattato All. 2 – Sub. 2 del DM 05/02/1998: 60 mg/Nm 3 per HCl come valori semiorari impianti a legno vergine Parte II dellAllegato I (Tabella C, classe III): 30 mg/Nm 3 per HCl (f.m. 300 g/h)

19 19 4. Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF) Presentazione dei risultati analitici

20 20 4. Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF) Presentazione dei risultati analitici Riferimenti normativi: impianti termici alimentati a legno trattato All. 2 – Sub. 1, Punto 6 del DM 05/02/1998 0,1 ng/Nm 3 per i PCDD/F come conc. tossica equiv. 0,01 mg/Nm 3 per gli IPA come valori medi rilevati su un periodo di campionamento di 8 ore impianti termici alimentati a legno vergine La Parte III dellAllegato I alla Parte V del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i. non prevede alcun limite specifico; per PCDD/F e IPA è pertanto necessario fare riferimento alle indicazioni per classi di composti di cui alla Parte II dellAllegato I ovvero 0,01 mg/Nm 3 per PCDD/F con soglia di rilevanza di 0,02 g/h (Tabella A2, classe I) 0,1 mg/Nm 3 per IPA con soglia di rilevanza di 0,5 g/h (Tabella A1, classe I) PCDD/F: per le due categorie di impianti ci sono limiti di emissione differenti per diversi ordini di grandezza Utilizzato quale riferimento il valore di 0,1 ng/Nm 3 come concentrazione tossica equivalente per tutti gli impianti considerati

21 21 Presentazione dei risultati analitici Notevole variabilità dei valori di concentrazione. Prendendo a riferimento la soglia di 0,1 ng/Nm 3 sono ben 6 gli impianti che superano o raggiungono allemissione tale valore (5 a legno trattato, 1 a legno vergine) facendo osservare con una certa frequenza concentrazioni decine di volte superiori Valori percentuali di emissione in relazione al rispettivo limite per i parametri PCDD/PCDF e IPA IPA In una sola unità a legno trattato (A) viene raggiunto il limite. Il valore di concentrazione di 0,01 mg/Nm 3 appare difficilmente raggiungibile anche in impianti in cui altri parametri attestano condizioni di combustioni non ottimali PCDD/F 4. Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF)

22 22 Presentazione dei risultati analitici Cè correlazione tra microinquinanti organici, particolato e composti del cloro? Correlazione PCDD/PCDF e HCl Correlazione PCDD/PCDF e polveri totali Correlazione IPA e polveri totali Correlazione PCDD/PCDF e Cu 4. Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF) Nessuna correlazione significativa nei valori registrati a camino

23 23 Presentazione dei risultati analitici Stima dei flussi di massa relativi a diossine e furani (concentrazioni non riferite all11%) 4. Microinquinanti organici (IPA – PCDD/PCDF) Le unità termiche analizzate sono caratterizzate da portate modeste e da un funzionamento limitato alla sola stagione invernale. Elevate concentrazioni ma in termini di flusso di massa? Ipotesi - funzionamento medio impianti pari a: 12 ore/giorno 100 gg/anno Laddove è stato riscontrato il superamento del limite, gli impianti termici analizzati risultano potenzialmente emettere nellambiente quantitativi annui di diossine e furani non trascurabili

24 24 Impianti termici a legno vergine i riscontri analitici rendono evidente che linstallazione del solo sistema di alimentazione in automatico del combustibile non consente di assicurare il rispetto del limite imposto per il monossido di carbonio evidenziato che solo una unità termica era superiore ai 3 MW, sembrerebbe auspicabile che anche al di sotto di tale soglia gli impianti siano dotati di sistemi di controllo e ottimizzazione della combustione attraverso la misura in continuo quantomeno di temperatura e ossigeno e regolazione automatica del rapporto aria combustibile è stato dimostrato che ladozione di sistemi di abbattimento delle polveri basati esclusivamente sullutilizzo di cicloni e/o multicicloni non garantisce il rispetto dei limiti imposti dalla normativa (100 mg/Nm 3 ) Esame delle criticità riscontrate

25 25 Esame delle criticità riscontrate Impianti termici a legno trattato in relazione agli ossidi di azoto, i riscontri analitici evidenziano che i valori alle emissioni sono allineati a quanto atteso sulla base del contenuto in azoto dei materiali bruciati; pertanto appare in larga misura fisiologico il superamento del limite di 400 mg/Nm 3 dal momento che gli impianti risultano normalmente privi di specifici sistemi di abbattimento sembra opportuno che, anche al di sotto della soglia di 6 MW, si valuti leventuale lintegrazione dei sistemi di trattamento fumi con una specifica sezione di abbattimento e ladozione di sistemi di misura in continuo degli ossidi di azoto in relazione ai metalli, premesso che sono stati registrati alcuni casi anomali, sembra evidenziarsi una tendenziale maggiore presenza di Piombo negli impianti a legno trattato rispetto a quanto registrato negli impianti a legno vergine dove invece prevale il Manganese 5 su 7 impianti complessivamente controllati hanno fatto registrare il superamento o il raggiungimento del limite imposto per il parametro PCDD/F (0,1 ng/Nm 3 come I-TE)

26 26 Considerazioni conclusive Appare fonte di particolare criticità la discontinuità di utilizzo degli impianti termici che rende difficoltosa lottimizzazione delle condizioni di combustione in relazione agli inquinanti emessi in tutte le diverse fasi di utilizzo. Necessaria una corretta fase progettuale evitando sovradimensionamenti che costringono gli impianti a lunghi periodi di mantenimento. Gli elevati valori in emissione di PCDD/PCDF rilevati ed i rispettivi flussi di massa costituiscono una evidente fonte di preoccupazione. Non cè riscontro di alcuna correlazione significativa tra i valori dei microinquinanti organici e la concentrazione a camino di altri inquinanti presenti nei fumi emessi. Sono presumibilmente le condizioni di combustione in termini di temperature, modalità di adduzione del comburente, tempi di residenza, ecc., a influire in modo decisivo sulle concentrazioni a camino.

27 27 Considerazioni conclusive Le verifiche tecniche documentali hanno evidenziato in generale la necessità di rendere più sistematiche le attività manutentive sia del corpo caldaia, che del sistema di abbattimento e di misurazione in continuo dei fumi. Limpianto termico deve essere considerato parte integrante del processo produttivo e correttamente gestito. In alternativa appare ragionevole pensare di spostare loperazione di recupero energetico da sfridi di legno su impianti di maggior taglia che presentino una operatività più continua e sistemi di monitoraggio, controllo e contenimento degli inquinanti in grado di fornire maggiori garanzie in termini di tutela ambientale.

28 28 Riferimenti: A.R.P.A.V. Dipartimento Prov. di Treviso – Servizio Territoriale Via Santa Barbara 5/a – Treviso Tel – Fax Resp. Dr. Giuseppe U.O. Vigilanza Ambientale Resp. Dr. Tiziano Gruppo emissioni in atmosfera Piero Ivano Paolo Stefano

29 29 GRAZIE DELLATTENZIONE


Scaricare ppt "1 Impianti di combustione a scarti di legno: controllo tecnico-analitico delle emissioni prodotte e raffronto con il quadro normativo di settore ESAME."

Presentazioni simili


Annunci Google