L’analisi elementare del carbone di alimentazione in una centrale elettrica a carbone è di primaria importanza per l’ottimizzazione del processo di combustione. Infatti, l’efficienza di combustione e della formazione di depositi sulle superfici ad alta temperatura della caldaia (che riducono i processi di trasferimento di calore) dipendono fortemente dalla composizione chimica del carbone.
In commercio sono disponibili analizzatori on-line di carbone come il Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) o la fluorescenza a raggi X (XRF); tuttavia, entrambe queste tecniche soffrono di svantaggi intrinseci, sono di grandi dimensioni e richiedono l’adozione di requisiti di sicurezza severi per il loro impiego in linea. La tecnica LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)è stata identificata come praticabile per l’analisi in linea del carbone. I sistemi LIBS, in genere, possono essere compatti, non richiedono la preparazione del campione, possono essere progettati per operare in linea e consentono di ottenere i risultati delle analisi in tempo reale. Il proseguimento dell’attività finalizzata alla verifica della applicabilità della tecnica LIBS ha comportato la realizzazione di un sistema completo da laboratorio per poter effettuare misure di test, ed il progetto e la realizzazione del sistema prototipale adatto all’installazione su impianto.
Per verificare la possibilità di effettuare le misurazioni LIBS direttamente sul nastro trasportatore del carbone per l’alimentazione dei mulini di macinazione in una centrale termoelettrica a carbone, è stata duplicata questa situazione sperimentale a livello di laboratorio. In particolare, è stato utilizzato il sistema, realizzato in precedenza, che consente il trasporto del carbone sotto il fascio laser del sistema LIBS. In questo modo è stato possibile verificare che, anche in caso di forti variazioni di distanza tra sistema LIBS e campione di carbone e per diverse orientazioni della superficie del campione di carbone rispetto al fascio Laser, fosse possibile ottenere le informazioni relative al potere calorifico ed alla presenza di specie responsabili della temperatura di fusione delle ceneri. Dopo la valutazione delle prestazione in laboratorio, il sistema è stato adattato per l’impiego su impianto, progettando un sistema ottico in grado di operare a sufficiente distanza dal carbone su nastro trasportatore. Il sistema ottico conil Laser sarà posto all’interno di un contenitore antipolvere connesso con la strumentazione di analisi e controllo posta al difuori del condotto per consentire la presenza degli operatori durante le prove del sistema su impianto.
La prevista installazione del sistema e l’esecuzione di prove su impianto non è stata possibile essendo indisponibile l’impianto a carbone individuato da ENEL. Si prevede di eseguire prove in linea nella prosecuzione dell’attività.