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rapporti - Deliverable

Indagine sulla disponibilità quantitativa e qualitativa di residui contenenti Vanadio e Nickel

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Indagine sulla disponibilità quantitativa e qualitativa di residui contenenti Vanadio e Nickel

Le sempre più stringenti normative sulle emissioni (gas, reflui liquidi e residui solidi) richiedono azioni sempre più efficaci per il contenimento o l’eliminazione dell’inquinamento generato dagli impianti di produzione termoelettrica. Per rispondere a questa esigenza è necessario disporre di adeguate tecnologie sia dal punto di vista tecnico che economico. Tra gli inquinanti generati dalla combustione ci sono le ceneri, materiale particolato solido, costituite da incombusti (in pratica particelle carboniose) e da composti inorganici. La frazione inorganica è in gran parte costituita da specie metalliche, in particolare da ossidi di ferro, magnesio, calcio, vanadio e nichel. Le ceneri si separano dai fumi per la maggior parte nella caldaia (ceneri pesanti) e nei precipitatori elettrostatici (ceneri leggere): la loro quantità, composizione e morfologia dipendono dal combustibile utilizzato. Questo residuo solido deve necessariamente essere smaltito e, di norma, la via seguita prevede la messa a discarica, con costi di smaltimento in genere relativamente elevati, in funzione della composizione, ma anche per le quantità in gioco. Per questo motivo sono state studiate soluzioni per un loro riutilizzo così da ottenere dei ritorni economici che possano almeno minimizzare i costi di smaltimento. Tipico è il caso del carbone, le cui ceneri sono riutilizzate normalmente come materia prima in campo civile per la realizzazione di manufatti cementizi. Le ceneri dell’olio combustibile, per l’elevato contenuto in metalli, soprattutto di vanadio, rappresentano invece una potenziale valida fonte alternativa di questo metallo per l’industria siderurgica nella produzione degli acciai. In precedenza nell’ambito del progetto SOSTIENI, nel quale è inserita la ricerca in oggetto e che si prefigge di fornire conoscenze e strumenti utili per adeguare o realizzare impianti per la produzione di energia elettrica secondo la filosofia di uno “sviluppo sostenibile”, si sono valutate interventi mirati ai residui della combustione. Si sono sviluppate delle ipotesi per un il recupero dei metalli pregiati contenuti in questi residui (vanadio e nickel) sulla base del loro valore sul mercato. Il recupero del vanadio è risultato essere industrialmente interessante, quello del nickel invece sembra marginale pur dovendosi porre attenzione a questa specie in un ottica di impatto ambientale in quanto la dispersione nell’ambiente del nickel è rigorosamente regolamentata dalla legislazione in vigore. Queste azioni preliminari hanno individuato i diversi aspetti tecnici ed economici del recupero di questi metalli e le effettive possibilità di riutilizzo nell’industria. La maggiore criticità evidenziata sembra rappresentata dalla effettiva disponibilità dei residui stessi: infatti, per effetto dell’evoluzione del settore elettrico e delle scelte degli esercenti degli impianti è apparso evidente come non fosse certa la disponibilità nel tempo di ceneri in quantità e tenore di vanadio compatibile con un’attività industriale remunerativa di estrazione del vanadio e, se del caso, del nickel, da questi residui. A questo scopo si è allargata l’analisi nel settore dell’energia, considerando dei possibili scenari conseguenti alla liberalizzazione del mercato. In particolare si è considerata la possibilità, già concretamente verificata, di un maggiore ruolo dell’industria petrolifera che, a valle della lavorazione del greggio ricava dei residui pesanti originati dalla distillazione del greggio, che sono stati finora in massima parte “smaltiti” dall’industria elettrica nelle centrali termoelettriche come olio combustibile (miscela di frazioni “pesanti” con altre frazioni “leggere”). Un possibile scenario riguarda un cambiamento nell’utilizzo dei combustibili da parte dell’industria elettrica tradizionale: una focalizzazione nell’utilizzo del gas (centrali a ciclo combinato), del carbone e di altri combustibili “poveri” (nelle centrali tradizionali). Per quanto riguarda il petrolio è ipotizzabile una progressiva integrazione di una attività strutturale di produzione di energia elettrica a valle del processo di raffinazione. Questa soluzione vede una ottimizzazione del processo di raffinazione del petrolio, e una

maggiore produzione di prodotti petroliferi di interesse commerciale, con l’inserimento nel processo di raffinazione di centrali termoelettriche alimentate dal syn-gas generato mediante gassificazione (IGCC) delle frazioni “pesanti”. Per quanto riguarda la disponibilità di residui contenenti i metalli d’interesse, questa possibile evoluzione del settore elettrico fa ritenere ragionevole esistano le condizioni per una continuità nel tempo sul medio-lungo periodo della produzione dei residui. Inoltre sulla base delle stesse assunzioni si identificano anche una pluralità di fonti di approvvigionamento.

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