Prove e analisi di laboratorio per l'assorbimento di sostanze acide (HCl) nei fumi in uscita dagli impianti industriali = Laboratory testing and analysis for the absorption of acidic substances (HCl) in flue gas leaving industrial plants

Le caratteristiche della troposfera; come la capacità di ossidazione, l’equilibro di assorbimento dell’acqua da parte dell’aerosol, l’acidità e la sua tossicità verso la salute umana, sono fortemente alterate dalle emissioni di acido cloridrico originate dalle attività antropiche. È di primaria importanza intervenire con azioni di prevenzione e protezione a tutela dell’ambiente e della salute umana sia a livello tecnico che strategico/legislativo. In ambito ecologico, la calce idrata può essere impiegata nel trattamento di acque, fanghi, processi chimici e nell’abbattimento dei gas acidi presenti nei fumi di emissione. Numerose sono le aziende che sono interessate a studiarne le proprietà per la realizzazione di prodotti da impiegare in questo settore. In questa tesi vengono trattate le tematiche e le tecnologie legate all’abbattimento dell’acido cloridrico in riferimento alla letteratura e allo stato dell’arte; conseguentemente si riportano i risultati di prove di assorbimento di acido cloridrico eseguite in laboratorio. Le prove in laboratorio hanno l’obbiettivo di confrontare la capacità di differenti prodotti di calce idrata (cinque campioni) ad assorbire acido cloridrico. In particolare, la tesi è strutturata da una prima parte dove si descrivono i processi che coinvolgono l’acido cloridrico, le sue caratteristiche chimico-fisiche e gli effetti che causa su ambiente e salute umana; da una seconda parte nella quale si analizzano le tecniche ad oggi disponibili per l’abbattimento dei gas acidi e in particolare dell’acido cloridrico. Infine, vengono descritte le prove con i relativi risultati, effettuate sui cinque campioni analizzati. Le prove a cui sono stati sottoposti i cinque campioni sono: analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM), analisi di diffrazione a raggi X, prove di assorbimento su impianto sperimentale e analisi sui campioni reagiti. Le analisi al microscopio elettronico a scansione SEM permettono di caratterizzare l’aspetto di ogni campione per fornire informazioni sulle specie chimiche presenti e di individuare grossolanamente le strutture presenti nel campione. Le analisi di diffrazione a raggi X permettono invece di individuare le fasi presenti, confrontando gli spettri dei campioni con quelli salvati in libreria dei composti chimici noti, e attraverso il metodo Rietveld di stimare una quantitativa indicativa dei composti individuati nei campioni. Le prove di assorbimento consistono nell’ esporre i campioni a una miscela di acido cloridrico su un impianto sperimentale, misurando la concentrazione di cloruri disciolta nell’assorbitore a valle del campione. La misura della concentrazione nell’assorbitore viene eseguita tramite cromatografo ionico e da essa, attraverso un bilancio di massa, si stima la quantità di cloro trattenuta dal campione. Le prove hanno l’obiettivo di confrontare la capacità di assorbimento dei diversi campioni e, ripetendo le prove riscaldando il sistema, valutare l’effetto della temperatura. Le prove sui campioni reagiti hanno l’obbiettivo di confermare la quantità di cloro assorbito dal campione stimata attraverso il bilancio di massa. La prova è svolta miscelando il campione reagito con acqua ultra-pura e dopo un periodo di agitazione della soluzione, si misura la concentrazione dei cloruri con cromatografo ionico. Anche la realizzazione dell’impianto sperimentale fa parte degli obbiettivi di questa tesi. L’impianto sperimentale deve simulare le condizioni che si riscontrano in un sistema DSI (Duct Injection Sorbent).