L’impiego delle turbine a gas per la produzione di energia elettrica ha avuto negli ultimi due decenni un’espansione considerevole che è stata favorita dagli sviluppi tecnologici, dalla flessibilità della scelta del sito e dell’esercizio dell’impianto e dai costi di investimento relativamente bassi. Alle considerazioni precedenti occorre aggiungere che in un mercato competitivo l’installazione di sistemi di piccola taglia per la generazione distribuita è più remunerativa di quella di impianti di grande capacità in zone isolate. Ciò ha portato a rivolgere una maggiore attenzione alle emissioni inquinanti con particolare riferimento agli NO x e a imporre dei controlli più rigorosi sul loro rilascio al camino. Viene illustrata concisamente la problematica inerente le emissioni degli NO x richiamando la direttiva Ue 96/61/EC relativa alla richiesta di autorizzazione ambientale considerando le tecnologie di controllo più efficienti (Best Avalaible Thecniques). Sono inoltre illustrati gli aspetti basilari della tecnologia DeNOx-SCR con ammoniaca richiamando schematicamente il principio di funzionamento del catalizzatore, che esplica la massima efficienza quando i valori della temperatura dei gas combusti variano da 300 a 400 °C, e descrivendo lo sviluppo storico di questa tecnologia che si è avvalso anche del contributo sostanziale di alcuni paesi europei. Sono presentate alcune considerazioni economiche per illustrare il concetto di costo-efficienza dei diversi sistemi di controllo delle emissioni inquinanti e per indicare le linee guida da seguire per l’esecuzione dell’analisi costi- benefici essenziale per la scelta della soluzione ottimale. I dati forniti, che si riferiscono ai costi di abbattimento degli NO x , espressi in $t −1 , mostrano per gli impianti della potenza di 150 MW che il sistema DeNOx-SCR con ammoniaca tradizionale è la tecnologia di controllo post combustione più efficiente dal momento che l’onere economico aggiuntivo per kWh è uguale 0.117 ¢. La tecnologia innovativa SCONOx, che ha un costo aggiuntivo per kWh 0.289 ¢, dal punto di vista dell’analisi costi-benefici risulta la più penalizzata. La tecnologia DLN per il controllo della combustione con un costo addizionale di 0.054 ¢ è la soluzione più economica. Gli aspetti fondamentali del processo SCONOx, sviluppato da Goal Line Environmental Technologies, che combina un catalizzatore di ossidazione di NO, CO e dei VOC con un sorbente ed è in grado di operare a valori della temperatura compresi tra 150 e 370 °C, vengono descritti utilizzando le informazioni tecniche attualmente disponibili che fanno riferimento esclusivamente ai processi globali senza entrare nel merito delle tappe intermedie. L’assenza di dettagli scientifici e di un’analisi approfondita dei dati sperimentali prodotti in condizioni controllate non consente di formulare un giudizio oggettivo sulla sua validità tecnologica, sulla durabilità del catalizzatore e sull’efficienza di abbattimento degli NO x in presenza di composti solforati nei gas esausti. Le stesse considerazioni valgono per il processo di rigenerazione del sorbente, che nel caso di sistemi operanti a temperature con valori maggiori di 230 °C viene eseguito utilizzando una miscela gassosa contenente vapore d’acqua, il 2% di H 2 e CO 2 che vengono entrambi prodotti dalla riforma del metano con vapore. La certificazione del processo SCONOx, effettuata dall’Air Resources Board su richiesta di Goal Line Environmental Technologies, ha evidenziato che la presenza di tracce di composti solforati nei gas combusti interferisce significativamente con la sua efficienza e che quindi è essenziale l’adozione di un sistema di desolforazione del gas naturale o dei gas combusti. I risultati della certificazione hanno mostrato che il sistema

SCONOx consente di raggiungere la Lowest Achievable Emission Reduction così che il suo impiego deve essere preso in considerazione quando le restrizioni sulle emissioni inquinanti sono particolarmente severe. Il sistema SCOSOx, che concettualmente utilizza gli stessi principi e viene installato a monte di quello SCONOx, è stato sviluppato per la desolforazione dei gas combusti ed ha un’efficienza di abbattimento degli SO x del 95%. La rigenerazione del catalizzatore SCOSOx viene effettuata utilizzando una miscela gassosa contenente idrogeno oppure inviando direttamente il metano sul letto catalitico. Sebbene questa tecnologia sia stata sviluppata per assicurare il funzionamento corretto del sistema SCONOx, non si esclude a priori la possibilità di utilizzarla anche singolarmente in quelle applicazioni industriali che producono quantità ingenti di SO x . Il processo EMx, commercializzato da EmeraChem, viene presentato come l’ultima evoluzione della tecnologia SCONOx in quanto permette di abbattere simultaneamente inquinanti come NO x , SO x , CO, VOC e particolato solido. Il reattore catalitico, che può operare sino a 650 °C, è costituito da moduli a nido d’ape di materiale ceramico che hanno un numero di canali per pollice quadrato variabile da 200 a 400. Il catalizzatore di ossidazione e gli strati del sorbente sono depositati sulle pareti dei canali. La manutenzione del reattore catalitico prevede un lavaggio con acqua demineralizzata da effettuare una volta l’anno oppure dopo 8000 ore di funzionamento. Il sistema SCONOx è stato applicato con successo all’impianto Federal Cold Storage di Vernon che utilizza una turbina GE LM2500 della potenza nominale di 25 MW, alimentata con gas naturale e dotata del controllo della combustione mediante iniezione di acqua. Dopo il potenziamento del sistema è stato verificato che il valore della concentrazione degli NO x , riferito al 15% di O 2 , al camino è inferiore a 1.3 ppm. Il valore della concentrazione di CO è invece minore di 1 ppm. Un’altra applicazione riguarda una turbina Taurus da 5 MW della Solar Turbines alimentata prevalentemente con olio distillato. In questo caso il sistema SCONOx è stato posizionato nella zona centrale dell’HRSG dove la temperatura nominale ha un valore di 315 °C. Infine vengono esaminati brevemente alcuni aspetti critici delle tecnologie SCONOx e EMx individuati esaminando la documentazione disponibile su questo argomento. La limitazione principale di questi due sistemi è dovuta a problemi di affidabilità meccanica delle serrande e delle tenute quando il valore della temperatura di lavoro varia da 316 a 370 °C. La tenuta meccanica tende infatti a flettersi e a rilassarsi all’aumentare del numero dei cicli di lavoro. Da queste considerazioni emerge chiaramente che le tecnologie SCONOx e EMx non hanno ancora raggiunto la maturità industriale richiesta per la loro applicazione agli impianti di grande dimensione.