La combustione del carbone negli impianti termoelettrici genera una considerevole quantità di ceneri rispetto ad altri combustibili convenzionali come olio pesante e gas metano. Alcune particelle di cenere presentano dimensioni anomale, che vanno da 0,5 a 2 cm, forma irregolare, colorazioni variabili dal giallo al bruno fino al grigio scuro ed una struttura porosa e rigonfiata caratteristica simile a quella dei “popcorn”, da cui appunto prendono il nome. Le notevoli dimensioni di questi popcorn possono interferire con i sistemi di denitrificazione dei fumi creando intasamenti e malfunzionamenti. Le tecniche oggi utilizzabili per intercettare i popcorn prima che entrino nel catalizzatore sono sostanzialmente di 2 tipi: una sfrutta l’interposizione di reti o griglie tra l’uscita caldaia e l’ingresso nel tronco discendente dove sono allocati i catalizzatori; l’altra si basa su sistemi di separazione inerziale e/o gravitazionale. Entrambe hanno come fine quello di far sedimentare il materiale particolato e raccoglierlo in apposite tramogge. Nel presente rapporto vengono riportati e analizzati i risultati di alcune prove, effettuate su modelli fisici in scala ridotta di due trappole per popcorn, volte a individuare nei condotti gas le zone di accumulo delle ceneri da popcorn e valutare l’efficienza di abbattimento che tali dispositivi potrebbero realizzare sugli impianti. Dopo una prima fase in cui vengono richiamati lavori già svolti per la caratterizzazione delle ceneri di popcorn, vengono descritti i due dispositivi e i criteri di similitudine dinamica utilizzati per le prove su modello. Successivamente vengono riportati i risultati delle prove. Per quanto riguarda il modello inerziale sono state effettuate anche alcune simulazioni matematiche (FLUENT), nella stessa scala del modello fisico, che sono state di aiuto per individuare l’assetto ottimale dei vari componenti che compongono la trappola. La prove effettuate sul modello di trappola a griglia, realizzata in collaborazione con Termokimik , hanno data esito positivo: la griglia (più nella configurazione a 3 che in quella a 7 piramidi) ha mostrato di intercettare tutto il particolato di dimensione superiore alle maglie della rete, senza tuttavia determinare grossi problemi di intasamento e di aumento di caduta di pressione. Qualche ragionevole dubbio sulle conclusioni tuttavia permane, per il fatto di aver trascurato l’effetto “colla” che caratterizza le particelle vere di popcorn nell’impianto reale e che non è presente nelle particelle di sughero utilizzate nelle prove su modello. Anche le prove effettuate sul modello di trappola inerziale/gravitazionale (Dortmund modificato) hanno fornito risultati positivi. Analizzando i dati ottenuti, espressi come percentuale di materiale depositato in diversi punti del condotto fumi, si è osservata una riduzione significativa della frazione di particelle che raggiungono il catalizzatore in presenza di trappola, rispetto alla situazione in assenza di trappola. Le simulazioni con il modello matematico (FLUENT) hanno confermato tali risultati. L’effetto è risultato,

come atteso, più marcato per le classi granulometriche corrispondenti alle dimensioni maggiori di particolato (diametro equivalente > 5 mm); per le classi granulometriche corrispondenti alle dimensioni minori (diametro equivalente < di 5 mm), che peraltro tendono a passare attraverso il catalizzatore senza determinare intasamenti, l’efficienza della trappola è risultata inferiore. Ulteriori prove dovrebbero essere condotte modificando l’inclinazione della paratoia d’ingresso della trappola, in modo da ottenere l’assetto ottimale, ovvero quello che determina la maggior efficienza della trappola con la minima caduta di pressione e la minor turbolenza possibile.