I cicli combinati a gas naturale sono quasi unanimemente considerati la macchina migliore per produrre energia elettrica in ragione della loro elevata efficienza e del basso impatto ambientale, soprattutto per “merito” del combustibile. Ciononostante essi trovano difficoltà ad affermarsi anche perché le problematiche relative alle emissioni sono continuamente in discussione. Recentemente ha suscitato notevole attenzione il problema della possibile emissione di particolato fino dalla combustione del metano (vedere ad esempio il Rapporto “Impatto ambientale dei cicli combinati alimentati a gas naturale, con particolare riferimento alle emissioni di polveri sottili” presentato nel Convegno Assolettrica su “Le centrali a ciclo combinato e le emissioni di polveri sottili: vincolo o opportunità?” tenutosi a Milano presso il Politecnico il 23 Novembre 2004). In tale contesto è stata definita la Task 1.5.2 (Meccanismi di formazione e tecniche di misura di particolato e microinquinanti nella combustione del gas naturale) nel Work Package GASEMIS del Sottoprogetto GAS del Progetto GEN21. L’attività è condotta quasi interamente da Enel Produzione Ricerca. CESI ha partecipato alle fasi di definizione delle specifiche dell’attività ed alla valutazione dei risultati, anche al fine di un inquadramento ottimale nelle attività del sottoprogetto GAS. Il presente rapporto descrive una campagna sperimentale condotta su di una caldaia pilota mirata a caratterizzare le emissioni di composti organici volatili (VOC) nella combustione di gas naturale. L’andamento delle emissioni di diverse classi di VOC idrocarburici ed ossigenati è stato studiato in relazione alle variazioni di carico termico, assetto del bruciatore e stechiometria della fiamma. Campionamenti ed analisi di VOC idrocarburici ed ossigenati sono state effettuate in corrispondenza di quattro assetti del combustore, equipaggiato con un bruciatore di tipo TEA, variando su due livelli i parametri di esercizio dell’impianto ritenuti di prioritaria importanza per studiare le condizioni di formazione/distribuzione ossidativa delle diverse classi di microinquinanti organici e del particolato fine carbonioso.

I risultati delle misure effettuate hanno fornito dati significativi sulla composizione delle emissioni di queste sostanze al variare dei parametri di processo ed hanno consentito osservazioni sulla fenomenologia del processo di formazione/distruzione ossidativa di queste specie chimiche, utilizzabili sia per lo sviluppo e la validazione di modelli cinetici predittivi, sia per l’ottimizzazione di tecnologie di combustione orientate ad un miglioramento della compatibilità ambientale degli impianti.