Thermal Oxidizer

Gli ossidanti termici per il controllo dell’inquinamento atmosferico negli impianti chimici.

Negli scorsi mesi un team congiunto di specialisti delle nostre sedi di STI engineering Roma e Milano ha iniziato a lavorare ad alcuni progetti molto interessanti all’interno del settore Oil&Gas, che permettono al team di affrontare nuove sfide tecniche in un comparto che l’azienda sta sviluppando da diversi anni.

 

Le skills tecniche richieste per il progetto sono importanti, poiché lo scope of work è la progettazione meccanica e strutturale di forni di processo in accordo alla API 560, la normativa dell’American Petroleum Institute che specifica i requisiti e fornisce raccomandazioni per progettazione, materiali, costruzione, ispezione, collaudo, spedizione e montaggio di riscaldatori a combustione, preriscaldatori d’aria (APH), ventilatori e bruciatori per il servizio generale di raffineria.

 

Tra i progetti in corso, stiamo lavorando alla progettazione di un Thermal Oxidizer per un cliente del settore Oil & Gas, Petrolchimico, Power ed Energie Rinnovabili. Un ossidante termico (noto anche come ossidatore termico o inceneritore termico) è un’unità di processo per il controllo dell’inquinamento atmosferico in molti impianti chimici che decompone i gas pericolosi ad alta temperatura e li rilascia nell’atmosfera.

Gli ossidanti termici vengono generalmente utilizzati per distruggere gli inquinanti atmosferici pericolosi (HAP) e i composti organici volatili (VOC) dai flussi d’aria industriali. Questi inquinanti sono generalmente a base di idrocarburi e quando vengono distrutti tramite combustione termica vengono ossidati chimicamente per formare anidride carbonica e ossigeno.

Ci sono tre fattori principali nella progettazione di ossidanti termici efficaci: la temperatura, il tempo di residenza e la turbolenza.

La temperatura deve essere sufficientemente alta per accendere il gas di scarico. La maggior parte dei composti organici si infiamma a una temperatura compresa tra 590 °C (1.094 °F) e 650 °C (1.202 °F). Per garantire la quasi distruzione dei gas pericolosi, la maggior parte degli ossidanti di base viene utilizzata a livelli di temperatura molto più elevati. Quando viene utilizzato il catalizzatore, l’intervallo di temperatura di esercizio può essere inferiore. Il tempo di residenza serve a garantire che ci sia tempo sufficiente perché avvenga la reazione di combustione. Il fattore di turbolenza è la miscela dell’aria comburente con i gas pericolosi.

 

Gli ossidanti termici sono utilizzati come metodo di controllo dell’inquinamento per l’aria di processo contenente piccole particelle di solidi o liquidi combustibili. L’aria di scarico in ambienti industriali può essere altamente inquinata e ha senso ossidare (bruciare) il più possibile, in modo che lo scarico sia costituito da carbonio piccolo ma non tossico (fuliggine). Gli ossidanti termici sono talvolta divisi in ossidanti non fiamma, che usano il riscaldamento lento per incenerire gli inquinanti e ossidanti termici a fiamma diretta, che usano pennacchi di fiamma. Gli ossidanti termici possono anche includere un processo chiamato ossidazione catalitica. Nell’ossidazione catalitica, i composti organici passano sopra un materiale di supporto rivestito con un catalizzatore, comunemente un metallo nobile come il platino o il rodio, che favorisce la combustione delle sostanze inquinanti presenti nell’aria. Gli ossidanti catalitici possono abbattere le sostanze inquinanti a temperature molto più basse rispetto agli ossidanti termici privi di azione catalitica.

 

Tipicamente le tecnologie più impiegate sono:

  • L’ossidazione termica recuperativa, dove si utilizzano scambiatori di calore a fascio tubiero, le emissioni di monossido di carbonio e ossidi di azoto sono molto basse.
  • L’ossidazione termica rigenerativa, che impiega letti di trasferimento termico in ceramica per recuperare quanta più energia possibile arrivando ad una efficienza termica dell’97% e di distribuzione superiore al 99%.
  • L’ossidazione termica non recuperativa, che non considera il recupero di calore ma le emissioni soddisfano i requisiti EPA.

 

Per questo progetto, il nostro Cliente ha scelto un sistema di ossidazione termica non recuperativo.

Lo scope of work di STI Engineering include non solo la progettazione del Thermal Oxidizer, ma anche il Fuel Gas Skid ed altri sistemi complementari.

La progettazione sta procedendo come da programma ed il nostro team consegnerà il progetto entro settembre 2022.

 

 

Thanks to: Natalia D’Ambrosio