Caso di studio · Controllo delle emissioni industriali
Come un produttore leader di carbonato di litio ha raggiunto simultaneamente la conformità a emissioni ultra-basse per SO₂, NOx, PM, tellurio, fluoruro e nebbie acide da 100.000 Nm³/h di gas di scarico del forno a tunnel, implementando un sistema di trattamento integrato pionieristico a cinque stadi che combina lavaggio della torre di riempimento, denitrificazione ossidativa COA, desolforazione dei fumi con calcare e gesso, precipitazione elettrostatica a umido e abbattimento magnetico del pennacchio.
Denitrificazione ossidativa del COA
Precipitatore elettrostatico a umido
Recupero di tellurio e fluoruro
Eliminazione della colonna di fumo bianco
01 — Contesto del settore
Il carbonato di litio come materiale critico per le batterie e il contesto normativo sempre più stringente in materia di emissioni.
Il carbonato di litio è una materia prima essenziale per la produzione di materiali catodici per batterie agli ioni di litio, vetroceramica e prodotti chimici speciali. La crescita esponenziale a livello globale dei veicoli elettrici e dei sistemi di accumulo di energia su larga scala ha determinato una rapida espansione della capacità produttiva di carbonato di litio, con una produzione passata da 4,1 milioni di tonnellate all'anno nel 2014 a 39,5 milioni di tonnellate nel 2022 – con un tasso di crescita annuo composto di 281 TP3T – e con una proiezione di raggiungere i 110 milioni di tonnellate all'anno, con un'ulteriore crescita prevista a 51,79 milioni di tonnellate, pari a una crescita annua di 31,11 TP3T. La produzione di carbonato di litio è fondamentale per la filiera dei veicoli a energia nuova, con politiche nazionali in diverse giurisdizioni che designano le nuove energie, i nuovi materiali e i veicoli a energia nuova come priorità strategiche di sviluppo nei piani quinquennali.
Il produttore oggetto di questo caso di studio è specializzato in ricerca e sviluppo, produzione e vendita di materiali al litio per le nuove energie e di tecnologie al rubidio-cesio. Si tratta di un'importante impresa integrata, costruita attorno alle ricche risorse locali di litio e rubidio presenti nelle micacce nebulose, che ha sviluppato una tecnologia avanzata per l'estrazione del litio da micacce nebulose, in grado di affrontare le tradizionali problematiche legate all'elevato consumo energetico e al basso tasso di recupero tipiche del settore estrattivo. L'impresa è supportata da una società madre con risorse tecnologiche avanzate e partecipa alla catena del valore dei materiali al litio e dei sistemi per batterie in qualità di fornitore verticalmente integrato.
Il processo di produzione del carbonato di litio di grado batteria utilizza forni a tunnel per la sinterizzazione ad alta temperatura dei precursori del carbonato. Questi forni a tunnel, alimentati a gas naturale, generano 100.000 Nm³/h di gas di scarico a 220 °C che trasportano una miscela complessa di SO₂, NOx, particolato fine, composti di tellurio, composti di fluoro e specie di ossido di azoto derivanti sia dalla chimica di combustione ad alta temperatura sia dall'evaporazione di tracce di contaminanti dalle materie prime di carbonato. Poiché le normative ambientali si sono inasprite, in particolare a seguito della legge del 2024 Regolamento sulla gestione dei permessi di scarico inquinanti e in linea con le politiche di controllo delle emissioni dell'UE, il requisito che i gas di scarico dei forni a tunnel per la produzione di carbonato di litio raggiungano la conformità alle normative sulle emissioni ultra-basse è diventato inevitabile.
“I gas di scarico dei forni a tunnel per la produzione di carbonato di litio presentano una sfida unica in termini di controllo di molteplici inquinanti: la presenza simultanea di SO₂, NOx, composti di tellurio, fluoruro e particolato fine, combinata con una colonna di fumo bianco proveniente dai gas di scarico post-scrubber ad alta umidità, richiede cinque diverse tecnologie di trattamento che operino in sequenza coordinata. Nessuna singola tecnologia è in grado di affrontare tutte queste categorie di inquinanti.”
— Sintesi tecnica ingegneristica, Progetto di depurazione dei gas di scarico per l'industria delle batterie al litio di New Energy
02 — Profilo di inquinamento
Gas di scarico dei forni a tunnel: sette categorie di inquinanti simultanei, tra cui il recupero di tellurio e fluoruro.
Il forno a tunnel per la produzione di carbonato di litio per batterie è alimentato a gas naturale con una portata di circa 1.000 m³/h. Il forno genera 100.000 Nm³/h (180.000 Nm³/h in condizioni di processo) di gas di scarico a 220 °C. I gas di scarico trasportano simultaneamente le seguenti categorie di inquinanti regolamentati:
- SO₂ a una concentrazione iniziale di 100–500 mg/Nm³ (l'intervallo riflette la variabilità della materia prima carbonatica da lotto a lotto). Uscita target: ≤80 mg/Nm³ tramite FGD calcare-gesso con efficienza di rimozione 84%. L'ampio intervallo di ingresso implica che il sistema FGD deve essere dimensionato per lo scenario massimo di 500 mg/Nm³.
- NOx a 30–50 mg/Nm³A differenza degli ossidi di azoto (NOx) emessi dalle caldaie industriali o dai forni di fusione, che presentano concentrazioni molto più elevate, gli NOx dei forni a tunnel si attestano a livelli relativamente moderati, ma devono comunque rispettare il limite di ≤80 mg/Nm³. La denitrificazione tramite COA (ossidazione con biossido di cloro o assorbimento catalitico) raggiunge un'efficienza di rimozione di 60% in questo intervallo di concentrazione.
- Particolato (PM) a 30–50 mg/Nm³Uscita target: ≤20 mg/Nm³. Particelle fini di carbonato e ossido derivanti dal processo di sinterizzazione. Il precipitator elettrostatico a umido raggiunge una rimozione delle polveri di 60% insieme agli altri effetti di lucidatura del PM delle fasi di lavaggio. Efficienza effettiva di rimozione delle polveri nell'intero sistema: circa 69%.
- Composti di tellurio (Te) a concentrazioni comprese tra 0,5 e 10 mg/Nm³Uscita target: ≤0,05 mg/Nm³. Il tellurio è un elemento raro di importanza strategica, presente come impurità in tracce in alcune materie prime di carbonato di litio, che evapora durante la sinterizzazione ad alta temperatura e deve essere recuperato per valorizzarne il valore e controllato entro limiti di emissione estremamente bassi. Lo stadio di lavaggio della torre di riempimento (packing tower) raggiunge un'efficienza di rimozione del tellurio del 99,5%, recuperando il tellurio per il riutilizzo.
- Fluoruro (HF) a 0,16–20 mg/Nm³Valore target in uscita: ≤6 mg/Nm³. L'ampio intervallo di valori in ingresso riflette la variabilità del contenuto di fluoruro nella materia prima. Il lavaggio con calcare forma fluoruro di calcio insolubile durante il processo di desolforazione dei gas di scarico (FGD), contribuendo alla rimozione del fluoruro insieme alle fasi di lavaggio con gas acidi.
- Nebbia acida a 23–30 mg/Nm³Uscita target: ≤15 mg/Nm³. Le goccioline di aerosol acido fini provenienti dalle fasi di lavaggio devono essere catturate prima dello scarico finale. Il precipitator elettrostatico a umido rimuove la nebbia acida e contemporaneamente affina le particelle fini. Efficienza di rimozione della nebbia acida: 70%.
- pennacchio bianco visibileL'aria di scarico post-scrubber è satura di vapore acqueo e aerosol residuo a circa 40 °C. Un sistema combinato di abbattimento magnetico del pennacchio (MPA) e precipitazione elettrostatica a umido fornisce la finitura finale per ottenere uno scarico invisibile in tutte le condizioni ambientali.
| Parametro | Concentrazione iniziale | Punto vendita (design) | Limite UE IED / NER |
|---|---|---|---|
| NOx | 30–50 mg/Nm³ | ≤80 mg/Nm³ | IED 2010/75/UE: 100 mg/Nm³ (combustione) |
| SO₂ | 100–500 mg/Nm³ | ≤80 mg/Nm³ | Decreto olandese sulle attività NER |
| Particolato (PM) | 30–50 mg/Nm³ | ≤20 mg/Nm³ | Decreto olandese sulle attività NER ≤5 mg/Nm³ |
| Tellurio (Te) | 0,5–10 mg/Nm³ | ≤0,05 mg/Nm³ | IED BAT metalli pesanti |
| Fluoruro (HF) | 0,16–20 mg/Nm³ | ≤6 mg/Nm³ | IED 2010/75/UE HF BAT |
| Nebbia acida | 23–30 mg/Nm³ | ≤15 mg/Nm³ | IED BAT |
| Pennacchio bianco visibile | Presente | Nessuno (invisibile) | Nessuna colonna di fumo bianco visibile |
| Volume nominale (standard) dei gas di scarico | 100.000 Nm³/h | — | — |
| Volume dei gas di scarico del processo | 180.000 Nm³/h (in determinate condizioni) | — | — |
| Temperatura dei gas di scarico (in uscita dal forno) | 220 °C | — | — |
03 — Soluzione di trattamento
Sistema di purificazione integrato a cinque stadi con recupero del tellurio ed eliminazione della nube bianca.
Il sistema di trattamento integrato è stato progettato per affrontare tutte e sette le categorie di inquinanti in una sequenza coordinata a cinque fasi. Invece di trattare ciascun inquinante singolarmente, il sistema sfrutta i vantaggi della cattura incrociata di ogni fase e coordina la chimica dei reagenti in modo che i sottoprodotti di reazione di una fase supportino l'efficienza della fase successiva.
Fase 1: Preraffreddamento all'ingresso del ventilatore di aspirazione forzata
Un additivo per l'acqua di raffreddamento viene applicato all'ingresso del ventilatore di aspirazione per abbassare la temperatura dei fumi da 220 °C a circa 120 °C, impedendo che i materiali anticorrosione superino la loro temperatura nominale nelle apparecchiature di trattamento a valle e proteggendo le parti interne dello scrubber a umido da danni termici.
Fase 2: Torre di riempimento di primo stadio (Torre di riempimento - Rimozione di tellurio e fluoruro)
Il gas a circa 120 °C entra nella torre di riempimento del primo stadio, dove entra in contatto con il liquido di lavaggio ricircolante. In questa torre, i composti di tellurio e il fluoruro presenti nel gas reagiscono con l'acqua formando composti solubili che vengono assorbiti dal liquido di lavaggio. Man mano che il livello del liquido di ricircolo nella torre di riempimento aumenta gradualmente, parte delle acque reflue contenenti tellurio e fluoruro viene trasferita al serbatoio di regolazione di ispessimento/desalinizzazione tramite pompe di trasferimento. Queste acque reflue primarie contenenti tellurio, combinate con il fluoruro di calcio aggiunto, subiscono una reazione: l'aggiunta di fluoruro di calcio provoca la precipitazione del fluoruro di calcio e il liquido viene ulteriormente trattato mediante filtrazione a pressione per ottenere la separazione solido-liquido, rimuovendo il fluoruro solubile in acqua e realizzando il riciclo dell'acqua. La chiave di questa fase è il controllo del pH nel liquido di ricircolo della torre di riempimento (torre di rimozione del tellurio), la regolazione simultanea del funzionamento delle pompe di circolazione in base alla temperatura dei gas di scarico e al contenuto di composti di tellurio, e la regolazione delle quantità di tellurio e promotore aggiunti. La torre di riempimento raggiunge un'efficienza di rimozione del tellurio pari al 99,5% e un'efficienza di rimozione del fluoruro pari al 70%.
Fase 3: Sistema di denitrificazione COA
Il gas post-scrubber rientra nel sistema di denitrificazione COA (Ossidazione con biossido di cloro / Assorbimento ossidativo catalitico). A questo punto, i fumi contengono ancora NOx ossidabili. Il meccanismo di denitrificazione COA ossida l'NO (poco solubile in acqua) a NO₂ (altamente solubile in acqua) utilizzando un ossidante a base di biossido di cloro, consentendo il successivo assorbimento tramite lavaggio a umido per ottenere una significativa rimozione di NOx che il lavaggio convenzionale con acqua o soluzione alcalina da solo non può raggiungere. Il sistema COA raggiunge un'efficienza di denitrificazione di 60%, riducendo gli NOx da 30-50 mg/Nm³ in ingresso a ≤80 mg/Nm³ in uscita. Dopo la denitrificazione COA, il gas passa quindi alla fase FGD per la rimozione dell'anidride solforosa.
Fase 4: Torre di desolforazione dei fumi in calcare e gesso (φ4,6 m, 202.000 Nm³/h)
Il gas post-COA entra nella torre FGD di calcare-gesso per la rimozione di SO₂. La torre FGD raggiunge un'efficienza di desolforazione di 84%, riducendo SO₂ da 100–500 mg/Nm³ a ≤80 mg/Nm³. Parametri chiave: diametro interno della torre φ4,6 m; rapporto liquido-gas 15,5; strati di nebulizzazione 3; portata della singola pompa 600 m³/h; tempo di sedimentazione della sospensione 5 h; consumo operativo di calcare 65 kg/h (utilizzo massimo); produzione di gesso 131 kg/h (produzione massima); contenuto di umidità del gesso ≤15%; eliminatore di nebbia di primo stadio tipo a schermo a 2 strati; eliminatore di nebbia di secondo stadio eliminatore di nebbia a schermo a 1 strato + 1 set di eliminatore di nebbia a fascio tubiero; capacità di stoccaggio intermedio di calcare 10 m³ con autonomia di 7 giorni. Il gesso, sottoprodotto della reazione di desolforazione dei fumi, viene disidratato e può essere riutilizzato come materiale da costruzione.
Fase 5: Precipitatore elettrostatico a umido (WESP) + abbattimento magnetico del pennacchio
Il gas post-FGD, contenente particolato fine residuo, goccioline di nebbia acida e vapore acqueo saturo, entra nel precipitator elettrostatico a umido (modello BLSD360-64, configurazione a torre esterna, ingresso dal basso / scarico dall'alto). Il WESP applica un campo ad alta tensione (generatore BLEMG-2K, potenza media 80 kW, efficienza di purificazione ≥95%) per ionizzare le particelle di aerosol fine residue e la nebbia acida, convogliandole verso l'elettrodo di raccolta. Concentrazione di inquinanti misti in ingresso: 100 mg/m³; in uscita: 5 mg/m³. Dimensioni dell'apparecchiatura: 6.200×7.200 mm in pianta; altezza 17.900 mm; resistenza del sistema 350 Pa; pressione di progetto ±5.000 Pa; temperatura di esercizio <40 °C. La funzione di abbattimento magnetico del pennacchio del generatore BLEMG-2K garantisce l'eliminazione finale del pennacchio bianco dopo che il WESP ha purificato a fondo il flusso di gas, assicurando uno scarico invisibile dal camino.
Forno
220 °C
→120°C
Tifoso delle Forze di Difesa Israeliane
Rimozione di Te + F⁻
99.5% / 70%
Denitrificazione
60% NOx
Calcare
84% SO₂
PM/Nebbia/Piuma
≥95%
Pila
⭐ Attrezzature nuove o aggiornate in questo progetto
04 — Vantaggi principali
Perché questa architettura a cinque stadi è la soluzione giusta per i gas di scarico carbonatici dei forni a tunnel
- ✓
Recupero del tellurio con un'efficienza del 99,51% TP3T: una risorsa redditizia, non un semplice obbligo di conformità. Il tellurio è un elemento raro di importanza strategica e di grande valore commerciale. Con un'efficienza di rimozione del 99,51% (TP3T) per concentrazioni in ingresso comprese tra 0,5 e 10 mg/Nm³, la fase di riempimento della torre recupera il liquido di lavaggio ricco di tellurio che, dopo precipitazione con fluoruro di calcio e filtrazione a pressione, può essere trattato per recuperare il tellurio e riutilizzarlo nella produzione di materiali per batterie. L'obbligo di conformità di catturare il tellurio fino a una concentrazione ≤0,05 mg/Nm³ crea contemporaneamente un'opportunità di recupero delle risorse che compensa parzialmente i costi operativi (OPEX) del sistema di trattamento. - ✓
La denitrificazione COA raggiunge una rimozione degli NOx che il lavaggio a umido convenzionale non riesce a ottenere: Il lavaggio a umido alcalino standard assorbe NO₂ ma non è in grado di assorbire NO, che rappresenta il 90-95% degli NOx nei forni a tunnel. Il sistema COA ossida NO a NO₂ utilizzando biossido di cloro prima della fase di assorbimento a umido, consentendo un'efficienza di rimozione degli NOx pari a 60%, irraggiungibile con il solo lavaggio a umido standard. Questo approccio elimina la necessità di un letto catalitico SCR separato, che richiederebbe il condizionamento del gas ad alta temperatura e comporterebbe costi di investimento e perdite di pressione significativi per le concentrazioni di NOx relativamente moderate in questa applicazione. - ✓
Processo integrato di reazione-coagulazione-sedimentazione per acque reflue contenenti tellurio: zero scarichi liquidi di composti pericolosi. Il liquido di lavaggio contenente tellurio e fluoruro proveniente dalla torre di riempimento viene trattato attraverso una complessa catena combinata di reazione-coagulazione-sedimentazione: aggiunta di fluoruro di calcio per la precipitazione del fluoruro, coagulazione, filtrazione a pressione per la separazione solido-liquido e il filtrato viene riciclato nel sistema. Questo elimina lo scarico continuo di acque reflue contaminate da tellurio, consente il riciclo dell'acqua e garantisce che il tellurio venga recuperato come prodotto solido anziché essere scaricato nel sistema di trattamento delle acque reflue. - ✓
Vantaggi del processo FGD (desolforazione dei fumi) a base di calcare e gesso per le applicazioni con carbonato di litio: Il processo calcare-gesso è stato scelto per i suoi sette vantaggi specifici: (1) basso consumo energetico; (2) il sottoprodotto gesso può essere gestito senza inquinamento secondario; (3) ingombro ridotto, progettazione razionale del flusso; (4) ottimizzazione tramite simulazione computerizzata per bassa resistenza ed efficienza energetica; (5) progettazione a bassa velocità del gas per un assorbimento uniforme; (6) la materia prima calcarea è abbondante, ampiamente reperibile e a basso costo; (7) gli interni della torre utilizzano la spruzzatura in controcorrente e un design con eliminatore di nebbia per ridurre la deposizione sulle pareti della torre. La chimica calcare-gesso è inoltre compatibile con il contenuto di fluoruro proveniente dalle materie prime carbonatiche, catturando il fluoruro come fluoruro di calcio insolubile all'interno del circuito di sospensione FGD anziché rilasciarlo nelle acque reflue del gesso. - ✓
Il precipitator elettrostatico a umido consente una lucidatura profonda della particolato e la rimozione simultanea delle nebbie acide: Il sistema BLSD360-64 WESP (modello BLEMG-2K) combina la cattura elettrostatica delle particelle e l'abbattimento magnetico del pennacchio in un'unica unità. Il campo ad alta tensione ionizza le particelle fini residue (incluse le fini cristalliti di solfato di calcio provenienti dalla fase di desolforazione dei fumi che attraversano il separatore di nebbia) e le cattura sull'elettrodo di raccolta, catturando simultaneamente le goccioline di nebbia acida residua e l'aerosol acquoso che generano il pennacchio bianco visibile. L'efficienza di purificazione combinata ≥95% garantisce una concentrazione di inquinanti misti in uscita di 5 mg/m³ ed elimina il pennacchio bianco visibile in un unico stadio. - ✓
Il riavvio automatico con un solo pulsante e il controllo con feedback in tempo reale riducono il carico di lavoro dell'operatore e il rischio di errori di risposta. Ogni torre e bacino del sistema è dotato di misuratori di livello del liquido che forniscono un feedback in tempo reale al sistema di controllo, bloccando automaticamente le valvole di ingresso dell'acqua e le pompe. Il feedback sulla preparazione della soluzione di urea e sulla sua decomposizione termica al sistema di controllo consente la funzione di riavvio automatico con un solo pulsante, riducendo il rischio di errore dell'operatore durante i riavvii del sistema, che rappresentano i periodi a più alto rischio di superamento dei limiti di conformità nei sistemi ad alto carico variabile.
05 — Risultati operativi
Dati di conformità verificati: tutti e sette i parametri sono al di sotto dei limiti UE IED / NER olandesi
La potenza massima installata delle apparecchiature per l'intero sistema è di 1.186,67 kW; la potenza effettiva in esercizio è di 1.047,52 kW. Con un funzionamento continuo di 24 ore e un costo di 0,36 RMB/kWh, il costo giornaliero dell'elettricità è di 9.050,57 RMB; con 8.000 ore di funzionamento annue, il costo annuo dell'elettricità è di circa 301.683,76 RMB equivalenti. Costo annuo dell'acqua: circa 8 RMB equivalenti (4,66 t/h a 2 RMB/t). Costo annuo del calcare: circa 15,36 RMB equivalenti (64 kg/h a 300 RMB/t).
06 — Avvertenze sull'implementazione
Lezioni critiche di ingegneria e operative per il trattamento dei gas di scarico dei forni per la produzione di carbonato di litio.
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Le fluttuazioni della temperatura dei fumi e della concentrazione di SO₂ sono la principale causa di instabilità dello scarico del sistema: è fondamentale garantire una stretta comunicazione operativa tra il team del forno e la sala di controllo del trattamento. Il principale rischio operativo documentato è rappresentato dalle fluttuazioni di temperatura e concentrazione di SO₂ nei gas di scarico. La concentrazione di SO₂ in ingresso può variare da 100 a 500 mg/Nm³ a seconda del lotto di materia prima carbonatica. È necessario stabilire e far rispettare un protocollo formale di preavviso per le modifiche programmate alla produzione che influiscono sulla composizione o sul volume del gas. Un preavviso di almeno 15 minuti per qualsiasi modifica dei parametri operativi del forno consente al sistema di controllo della desolforazione dei fumi di pre-dosare i reagenti prima che la variazione di concentrazione entri nell'assorbitore. - ⚠️
Il controllo del pH della torre di riempimento (torre di rimozione del tellurio) è il parametro operativo più critico: La chiave per un'efficace rimozione del tellurio risiede nel controllo del pH del liquido di ricircolo nella torre di riempimento, unitamente alla regolazione del funzionamento della pompa di circolazione in base alla temperatura dei fumi e al contenuto di composti di tellurio. Se il pH si discosta dall'intervallo di assorbimento ottimale, l'efficienza di rimozione del tellurio diminuisce rapidamente, causando il superamento dei limiti di conformità e una perdita di valore di recupero. È necessario implementare un monitoraggio continuo del pH con punti di allarme impostati ai limiti inferiore e superiore dell'intervallo di pH target, con un sistema di blocco automatico per l'aggiunta di acqua pulita quando il pH supera il valore limite. - ⚠️
Il monitoraggio della temperatura di ingresso della torre di riempimento (scrubber primario) e della torre di desolforazione dei fumi (FGD) deve inviare un feedback al sistema di controllo per proteggere le apparecchiature a valle: Il monitoraggio della temperatura agli ingressi della torre di desolforazione di primo e secondo stadio deve essere collegato al sistema di controllo con funzionalità di feedback automatico. La temperatura del gas misurata regola in tempo reale i parametri operativi delle apparecchiature e i setpoint di processo, proteggendo i materiali anticorrosione dal superamento della temperatura nominale e garantendo che la chimica del processo di desolforazione dei fumi (FGD) operi entro l'intervallo di temperatura ottimale per la dissoluzione del calcare e l'ossidazione del solfito di calcio. - ⚠️
Le perdite nelle tubazioni durante il processo produttivo rappresentano un rischio operativo secondario: l'ambiente gassoso corrosivo accelera il degrado di giunti e guarnizioni. L'ambiente combinato di gas acidi e composti di tellurio crea un'area di lavoro aggressiva e corrosiva per tutte le tubazioni a contatto con il fluido. Eseguire ispezioni visive settimanali di tutti i raccordi di tubi e valvole, prestando particolare attenzione alle superfici delle flange, ai soffietti dei giunti di dilatazione e alle tenute meccaniche delle pompe. Mantenere un inventario di pezzi di ricambio per tutte le sezioni critiche delle tubazioni. La sostituzione di emergenza delle sezioni di tubazione deve essere possibile entro 4 ore per evitare che l'interruzione della produzione si protragga oltre la finestra di manutenzione programmata. - ⚠️
Le acque reflue contenenti tellurio provenienti dalla torre di riempimento devono essere trattate come rifiuti pericolosi fino a quando la concentrazione di tellurio nell'effluente non risulti inferiore alla soglia: Il tellurio è classificato come sostanza pericolosa ai sensi del regolamento REACH dell'UE a concentrazioni superiori ai valori limite ambientali. Le acque reflue provenienti dalla reazione della torre di riempimento contengono composti di tellurio disciolti e solidi di fluoruro di calcio che devono essere caratterizzati mediante analisi di laboratorio prima di poter autorizzare qualsiasi scarico o riutilizzo. Anche il prodotto solido derivante dalla filtrazione a pressione (torta di tellururo di calcio/fluoruro di calcio) deve essere classificato prima dello smaltimento o del riutilizzo. - ⚠️
Il sistema ad alta tensione (80 kV) di WESP richiede rigorosi protocolli di sicurezza elettrica e controlli di accesso del personale: Il precipitator elettrostatico a umido opera ad alta tensione di circa 80 kV. L'accesso del personale alla zona WESP deve essere regolato da una procedura formale di blocco/etichettatura (LOTO) con interblocco fisico a chiave per l'isolamento dell'alimentazione ad alta tensione prima di qualsiasi accesso. È richiesta un'ispezione annuale della sicurezza elettrica da parte di un ente di collaudo elettrico certificato, ai sensi delle normative olandesi sugli impianti elettrici (NEN 3140). Il sistema SCADA del generatore BLEMG-2K deve includere un interblocco di sicurezza per il personale verificato che impedisca l'attivazione ad alta tensione quando lo sportello di accesso è aperto.
07 — Considerazioni ingegneristiche
Quattro lezioni da questo progetto di purificazione dei gas di scarico del carbonato di litio
- 1
Gli obblighi di conformità normativa e le opportunità di recupero delle risorse non sono alternative, bensì possono essere progettati per rafforzarsi a vicenda. Il requisito di cattura del tellurio (uscita ≤0,05 mg/Nm³) determina simultaneamente un recupero del tellurio pari al 99,5% dal flusso di gas di scarico. Il tellurio recuperato ha un valore di riutilizzo diretto nella produzione di materiali per batterie. I progetti che inquadrano i requisiti di conformità esclusivamente come obblighi di costo perdono l'opportunità economica di recuperare composti commercialmente preziosi che le normative impongono comunque di catturare. Il tellurio, il fluoruro, il gesso e il recupero di calore sono tutti esempi, tratti da questo progetto, in cui il requisito di conformità e l'opportunità di recupero delle risorse sono allineati. - 2
La denitrificazione ossidativa COA è la tecnologia appropriata per concentrazioni moderate di NOx (30–50 mg/Nm³) in applicazioni di lavaggio a umido dove la SCR risulterebbe sovradimensionata. Quando la concentrazione di NOx in ingresso è inferiore a 100 mg/Nm³ e il sistema di trattamento include già stadi di lavaggio a umido, la denitrificazione COA (rimozione del 60%, non richiede letto catalitico, operabile alle temperature di esercizio dello scrubber) è più appropriata dal punto di vista economico e operativo rispetto alla SCR (che richiede la gestione della temperatura a 350-400 °C, l'approvvigionamento e la sostituzione del catalizzatore e un sistema di iniezione di ammoniaca o urea). La scelta della tecnologia dovrebbe essere guidata dallo specifico livello di concentrazione di NOx e dal contesto del sistema di trattamento, non dalla familiarità del redattore delle specifiche con una particolare tecnologia. - 3
L'ampia gamma di concentrazioni di inquinanti in ingresso richiede che il dimensionamento del sistema sia basato sul caso peggiore, non sulla media. L'intervallo di SO₂ in ingresso di 100-500 mg/Nm³ rappresenta una variazione di 5 volte tra minimo e massimo. Un sistema dimensionato per la media (ad esempio 300 mg/Nm³) con un'efficienza di rimozione 84% raggiungerebbe un'uscita di 48 mg/Nm³ in condizioni medie, ma di 80 mg/Nm³ – esattamente al limite – durante i picchi di 500 mg/Nm³, con qualsiasi imperfezione operativa che causerebbe il superamento dei limiti di conformità. La base di progettazione corretta è sempre la concentrazione massima in ingresso; il margine di conformità durante i periodi di concentrazione media è il buffer di progettazione contro la variabilità operativa. - 4
Sfruttare le infrastrutture di processo esistenti anziché progettare un sistema di trattamento ex novo riduce i costi di capitale e i disagi dovuti all'installazione. Questo progetto è stato realizzato sulla base della struttura tecnologica e dell'infrastruttura di processo esistenti dell'impianto, ottimizzando i punti di integrazione tra le nuove fasi di trattamento e le apparecchiature esistenti, anziché sostituire l'infrastruttura funzionale. La disciplina ingegneristica chiave consiste nel caratterizzare correttamente il contributo che l'infrastruttura esistente può apportare (portate, temperature, pressioni, chimica) e nel progettare solo la capacità di trattamento incrementale che il sistema esistente non è in grado di fornire. Questo approccio in genere riduce i costi di capitale del progetto del 20-351 TP3T rispetto alla progettazione di un sistema di trattamento completamente nuovo.
08 — Domande frequenti
Trattamento dei gas di scarico dei forni a tunnel per la produzione di carbonato di litio: dieci domande con relative risposte.
Domande provenienti da responsabili delle autorizzazioni ambientali, ingegneri di produzione di materiali per batterie e team di sostenibilità presso impianti di produzione di carbonato di litio e materiali attivi per catodi che pianificano aggiornamenti per la purificazione dei gas di scarico ai sensi dei requisiti del Decreto europeo sulle attività (IED) e del Decreto olandese sulle attività.
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