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L'innovazione determina il trattamento del gas di combustione

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Dividendo un obiettivo comune, gli esperti nelle emissioni che controllano e la riduzione delle emissioni hanno formato un'associazione di lavoro per sviluppare i nuovi materiali innovatori per il trattamento degli agenti inquinanti nelle emanazioni di gas del condotto di scarico.

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Una strategia aziendale con un fuoco pesante su innovazione ha permesso a Lhoist, una famiglia ha posseduto la società belga, per trasformarsi in in uno dei fornitori principali del mondo dei prodotti e delle soluzioni del trattamento del gas di combustione (FGT). Nel seguente articolo, in direttore di R & S di Lhoist, di Johan Heiszwolf per le applicazioni ambientali ed in Antti Heikkilä dal produttore Gasmet Technologies (Finlandia) dell'analizzatore di gas spiegare come l'investimento continuo di Lhoist nell'innovazione ha condotto alla crescita impressionante in vari settori del mercato, compreso FGT.

Lavorando molto attentamente con il distributore commerciale belga di Gasmet, Kelma il NV, Lhoist ha sviluppato il laboratorio, la scala pilota ed il processo mobile controllanti le capacità per valutare i prodotti di FGT che hanno luogo ancora nella fase di sviluppo o per dimostrare l'efficacia dei prodotti attuali di FGT ai siti dei clienti.

Storia di Lhoist

Le radici di Lhoist ritornano a 1889 in cui Hippolyte Dumont ha aperto una fabbrica nel Belgio. Da allora, la ditta si è sparsa internazionalmente: in primo luogo in Francia nel 1926 sullo slancio del genero del fondatore, Léon Lhoist, che ulteriormente ha sviluppato la società acquistando le piante della calce, del calcare e della dolomia nel Belgio ed in Francia. Oggi, Lhoist è un produttore principale del mondo di calce, di dolime e di minerali, con le facilità attraverso Europa, le Americhe e l'Asia.

In questi ultimi 35 anni, la produzione di Lhoist si è sviluppata significativamente e Lhoist ora aziona più di 100 facilità in 25 paesi, con intorno 6.000 impiegati di intorno 40 nazionalità.

La calce, l'argilla ed i derivati di questi materiali sono utilizzati in una gamma estremamente vasta di industrie compresi l'agricoltura, costruzione, petrolio e gas, prodotti chimici, vetro, metalli e protezione dell'ambiente compreso l'acqua, l'acqua di scarico e FGT.

Il mercato di FGT si è sviluppato considerevolmente negli ultimi decenni come conseguenza dei livelli ambientali più elevati e nello sviluppo dei regolamenti che hanno imposto i limiti di emissioni ai processi industriali. Questi regolamenti inoltre hanno determinato la crescita nell'affare di Gasmet mentre gli operatori trattati intorno al mondo hanno cercato di controllare simultaneamente i gas multipli con gli analizzatori di FTIR per dimostrare la conformità with i limiti di emissione.

Una delle ragioni per la diversità dei mercati di Lhoist è il fuoco della società su innovazione. Appena fuori di Bruxelles, la società ha istituito “un centro dell'innovazione di affari” (BIC) che è conosciuto come “incubatrice di talento di 360 gradi” perché molte di nuove reclute del gruppo passano il tempo al BIC per imparare circa la cultura del gruppo e le sue competenze di centro. La messa a fuoco sulla ricerca & lo sviluppo, proprietà intellettuale e vendita strategica, il personale di BIC viene da 15 nazioni differenti ed è data il tempo di spendere “l'esplorazione” per le soluzioni scientifiche nuove alle sfide commerciali. Questo forte fuoco sulla ricerca di applicazione ed inorganica è uno dei modi in cui Lhoist conserva la sua posizione come capo nei mercati chiave ed assicura che l'innovazione continui a determinare la crescita della società.

Ricerca di FGT

Uno dei primi gruppi di prodotti da diventare dal BIC di Lhoist era Sorbacal® che è impiegato per la rimozione degli agenti inquinanti acidi importanti (SOx, HCl e HF) nelle emissioni gassose dagli impianti di combustione quali le centrali elettriche e gli inceneritori. Una serie di prodotti differenti all'interno della gamma di Sorbacal® sono stati sviluppati per soddisfare le esigenze dei processi differenti. Per esempio, le particelle di Sorbacal® SP/SPS hanno un'area molto più grande e si immergono nel volume in confronto a calce idratata standard, in modo da questo prodotto è impiegato nelle applicazioni che richiedono la prestazione migliorata.

Un numero enorme di prove devono essere decise per esaminare i nuovi prodotti potenziali e nel caso di FGT, l'efficacia dei prodotti del candidato per rimuovere i gas dell'agente inquinante è chiave. Il laboratorio di BIC quindi ha sviluppato una capacità per generare i miscugli di gas artificiali del condotto di scarico che contengono i gas acidi (SO2 e HCl) in una miscela di N2, di O2, della CO2, di H2O e del NOx. La composizione del gas di questo gas di combustione artificiale è stata riuscita strettamente con i regolatori di portata in peso per assicurare un confronto accurato di gas pre- e post-trattato per ogni prodotto nell'ambito della valutazione.

Gli analizzatori di gas differenti inizialmente sono stati usati per misurare i gas differenti. Per esempio, un analizzatore infrarosso è stato usato per misurare il SO2, ma per questo strumento era necessario da rimuovere l'umidità dal gas del campione prima dell'analisi e un certo SO2 è stato perso dal campione di conseguenza. «Questo ha complicato il lavoro ed i ritardi incontrati,» osservazioni Alain Brasseur, ingegnere senior della ricerca di Lhoist FGT. «Era necessario inoltre da azionare un banco separato per l'HCl, che più ulteriormente ha esteso il momento speso per le prove ed ha introdotto un'più alta possibilità dell'errore sperimentale. Un vantaggio chiave di FTIR è che misura sia il SO2 che l'HCl ed agisce in tal modo senza rimuovere l'acqua dal campione.»

Bart De Backer dal distributore commerciale che locale di Gasmet Kelma era quindi ha contattato e chiesto di fornire informazioni sui multigas che controllano FTIR, che ha condotto all'utilizzazione di un analizzatore di Gasmet DX4000 all'interno del laboratorio di BIC. Allo stesso tempo, il personale ha messo a punto un sistema automatizzato per eseguire la prova incustodita e come conseguenza della capacità del FTIR di controllare i gas multipli in tempo reale quasi insieme con automazione della prova, la capacità di lavorazione del laboratorio è stata aumentata 10 volte. «L'uso di Gasmet FTIR ci ha dato una maggior comprensione nelle caratteristiche dell'assorbente ed ha facilitato un passo avanti importante nel nostro programma di sviluppo,» osservazioni Alain Brasseur. «Drammaticamente aumentando la capacità di lavorazione potevamo valutare un più grande numero dei campioni in un periodo di scarsità, che ci ha permesso di scontare quei prodotti che non sono riuscito ad incontrare i livelli richiesti di prestazione ad una fase iniziale.»

Le prove del laboratorio efficacemente valutano la capacità intrinseca degli assorbenti e se eseguono bene, il processo di valutazione è continuato in un impianto pilota per valutare la prestazione nelle condizioni di gestione simulate. L'impianto pilota inoltre è stato sviluppato dal BIC di Lhoist ed è capace della generazione della miscela dei gas e del vapore a 180 grado C per imitare le emissioni aggressive. L'impianto pilota può inoltre misurare la prestazione dell'assorbente nei termini dinamici con le concentrazioni e la temperatura in gas varianti.

L'impianto pilota consiste di due unità separate – ogni capace della generazione delle emissioni dinamiche attraverso una vasta gamma di circostanze. Le emissioni dal più vecchio delle due unità sono controllate con un analizzatore di multigas riscaldato DX4000 FTIR di Gasmet. Una nuova unità pilota è controllata dal sistema di controllo fisso delle emissioni continue di Gasmet (CEMS) che analizza il gas sia prima e dopo il trattamento facendo uso dell'riscaldato cambia il sistema.

Oltre alle caratteristiche chimiche dell'assorbente, Lhoist inoltre dà un'importanza pesante sulle sue caratteristiche fisiche. Per esempio, i grani di un prodotto asciutto della polvere devono essere abbastanza fini essere reattivi, ma non troppo piccoli urtare negativamente il comportamento di flusso della polvere.

Oltre alle facilità dell'impianto pilota e del laboratorio, Lhoist inoltre ha messo a punto un sistema mobile che può funzionare ai siti di cliente. Storicamente, questo ha necessitato lo spiegamento di grande camion, ma grazie alla natura compatta degli analizzatori portatili di FTIR, questa non è necessari più; KELMA ha fornito due analizzatori portatili di Gasmet DX4000 FTIR in contenitori da trasporto irregolari su misura in moda da potere i dispositivi di sorveglianza spedire rapidamente e semplicemente intorno al mondo ai siti di cliente. Gli analizzatori di FTIR possono anche essere azionati completamente a distanza ad un sito di cliente. Per esempio negli analizzatori recenti di prova due un FTIR, l'entrata e la composizione di misurazione nel gas dello sbocco, sono state installate in una pianta in U.S.A. mentre sono state controllate a distanza dal Belgio. Gli esperti da KELMA potrebbero entrare agli analizzatori di FTIR e potrebbero realizzare un aggiornamento di software e una calibratura.

Il monitoraggio in loco è condotto dai gruppi del supporto tecnico di Lhoist a:

• dimostri la prestazione migliorata dei prodotti di Sorbacal®

• clienti di manifestazione come massimizzare efficienza di trattamento

• clienti di aiuto effettuare un analisi guasti delle edizioni di riduzione

I benefici delle dimostrazioni in loco sono considerevolmente avanzati dalle capacità dell'analisi di gas di FTIR.

Vantaggi di analisi di gas di FTIR

FTIR (infrarosso di Fourier Transform) è una tecnologia specializzata per analizzare i gas del campione sia qualitativamente che quantitativamente. La caratteristica fondamentale di questi strumenti è la loro capacità di controllare simultaneamente i composti multipli. Gli analizzatori di Gasmet FTIR sono capaci di misurazione del quasi tutto il gas e sono stati diventati in molti anni specificamente per le emissioni che controllano il mercato. Ciò significa che sono estremamente irregolari e funzionano attendibilmente sia nelle versioni fisse che portatili. Tuttavia, un beneficio chiave per le applicazioni ambientali è la loro capacità di analizzare i miscugli di gas caldi, bagnati, aggressivi.

Gli strumenti del FTIR di tutta società, fisso e portatile, contengono esattamente lo stesso analizzatore del centro che significa che possono essere azionati con lo stesso software, nessun addestramento extra è necessario ed i risultati sono direttamente comparabili.

Facendo uso del software di Calcmet™ gli utenti degli analizzatori di Gasmet possono analizzare gli spettri del campione, redigendo i dati quasi in tempo reale per i composti preselezionati. Tuttavia, la conservazione degli spettri registrati offre un'opportunità di identificare “gli sconosciuti” in confronto agli spettri di riferimento e di analizzare in modo retrospettivo gli spettri registrati per i composti che non erano necessariamente di interesse ai tempi della misura. Per esempio, Lhoist ora include il SO3 in molte delle sue misure ed ora ha la capacità di studiare le misure per questo composto dalle letture che sono state contenute il passato. Ciò evidenzia un vantaggio importante di FTIR – quando diventa necessario misurare i nuovi composti, a causa di nuova legislazione per esempio, nessun hardware extra è necessario, in modo dai costi supplementari sono trascurabili.

Contrariamente a molti analizzatori di gas tradizionali, gli strumenti di Gasmet FTIR non richiedono la ricalibratura periodica. Una misura quotidiana di spettro del fondo con gas zero (azoto) è abbastanza per conservare l'accuratezza di misura. Invece delle calibrature periodiche della portata, gli spettri di riferimento per i gas analizzati sono misurati alla fabbrica quando lo strumento è fatto e questi non vanno alla deriva.

Dalla prospettiva di Lhoist, Alain Brasseur dice: «La capacità di lavorare con i gas bagnati e corrosivi è ovviamente un vantaggio importante e poiché analizziamo ordinariamente oltre 10 gas, monitoraggio è molto meno complicata ora che possiamo agire in tal modo con appena un analizzatore.

«La dimensione degli analizzatori di Gasmet è inoltre un vantaggio importante per noi – inseriscono ordinatamente nel sistema di prove automatizzate che è installato in una cappa normale del laboratorio e l'attrezzatura portatile è facile da trasportare ai siti di cliente a distanza.

«Abbiamo trovato gli strumenti per essere estremamente affidabili, richiedendo la manutenzione minima. Inoltre, il supporto da Gasmet e Kelma ha stato estremamente buoni e la funzione da collegarsi agli strumenti d'oltremare da Bruxelles via Internet è stata un beneficio significativo.»

Riassumendo, l'evoluzione dei prodotti del FGT di Lhoist è stata permessa dando ad un gruppo di talento di esperti internazionali la libertà per innovare e lavorando in società con i capi simili della tecnologia quale Gasmet.