L’utilizzo di rifiuti come combustibile è da molti esperti considerata una reale opportunità in quanto da un lato produce energia e dall’altro contribuisce allo “smaltimento finale” dei rifiuti. Tuttavia l’operazione è fortemente osteggiata da coloro i quali ritengono che le emissioni gassose liberate nel processo di combustione dei rifiuti siano difficilmente trattenibili dagli attuali sistemi di trattamento emissioni e pertanto vadano nell’atmosfera come composti chimici fortemente inquinanti e nocivi alla salute. In tale contesto si inquadrano le attività della Task 3.3.2. (Studio della formazione di microinquinanti organici nella combustione con rifiuti) del Work Package WTEMIS del Sottoprogetto WTE del Progetto GEN21, finalizzate a meglio comprendere i processi di creazione dei microinquinanti sia per poterli prevenire che per poter meglio individuare le più idonee tecnologie per il loro trattamento. Nella task sono inseriti gli studi sulla pirolisi di miscele carbone / CdR (Combustibili derivati dai rifiuti). 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 alfine di un inquadramento ottimale nelle attività del sottoprogetto WTE. Il presente rapporto descrive le attività condotte per studiare, attraverso esperienze di laboratorio condotte su microscala, la mobilizzazione del cloro nel trattamento termico di un combustibile solido derivante dai rifiuti. L’attività è stata principalmente dedicata allo sviluppo di un metodo di analisi dei composti organici clorurati ad elevata volatilità prodotti nella pirolisi di un CdR di riferimento, utilizzando tecniche di analisi di tipo gascromatografico ed un sistema di rivelazione specifico ad emissione atomica (AED). La metodologia di analisi è stata quindi applicata allo studio dell’effetto della temperatura su comportamento macroscopico del cloro volatile, con riferimento sia alla speciazione, sia alla composizione quantitativa delle materie volatili. L’attività sperimentale ha anche riguardato la messa a punto di una procedura analitica idonea ad effettuare la misure del cloro a livelli di tracce nelle complesse miscele di composti organici che costituiscono i prodotti volatili di pirolisi, superando difficoltà associate ai bassissimi livelli di concentrazione delle specie clorurate da investigare ed alle forti interferenze generate dalla matrice idrocarburica.

L’analisi del cloro, di tipo statistico, basata su classi grossolane di composti a diversa volatilità relativa, ha mostrato una sostanziale omogeneità di comportamento per tutte le classi di volatilità rispetto alla temperatura. La possibilità di osservare simultaneamente il comportamento con la temperatura degli elementi maggioritari nella frazione voltatile dei prodotti di pirolisi (carbonio e idrogeno), ha reso evidente che il cloro organico, al variare della temperatura massima di processo, esibisce un comportamento molto diverso dal resto della matrice idrocarburica. L’utilizzazione di un parametro che esprime l’arricchimento atomico del cloro nella frazione volatile rispetto all’insieme degli elementi monitorati (C, H e CI) ha consentito di descrivere in odo efficace l’evoluzione media della composizione della frazione volatile con la temperatura di pirolisi, nonostante i bassi livelli di concentrazione delle specie di interesse, le elevate interferenze della matrice e la complessità delle miscele da esaminare. L’interfacciamento del reattore di pirolisi con uno strumento analitico specifico per l’analisi del cloro totale, normalmente utilizzato per la determinazione del cloro nei combustibili fossili, ha consentito di raccogliere osservazioni fenomenologiche interessanti sulla ripartizione del cloro del CdR nelle diverse fasi dei prodotti, fornendo dati grossolani per un preliminare bilancio di massa. Con questo metodo è stata anche stimata la frazione di cloro volatile presente con HCI e la frazione di cloro gascromatografabile rispetto al cloro totale presente in fase gassosa.