A cosa servono i Calorimetri di Processo? Vediamo qualche esempio:

1. In tutti i moderni impianti industriali viene posta grande enfasi al recupero energetico utilizzando qualsiasi fluido circolante o sottoprodotto, basti pensare alle acciaierie o impianto siderurgici dove il gas proveniente dall’altoforno presenta un buon contenuto energetico e quindi viene bruciato per produrre energia, magari mescolato con gas di rete come make-up.
2. Altro scenario sono le unità di Processo dedicate all’ Oil & Gas dove viene estratto natural gas dai pozzi e dopo opportuni trattamenti viene iniettato in un turbogas per produrre energia elettrica così come nelle classiche Pow-Gen dove la qualità del gas a seconda delle sua provenienza può fluttuare significativamente.
3. Nelle Raffinerie o negli impianti Petrolchimici a latere del Processo sono disponibili dei gas di miscela variabile come sottoprodotti che vengono recuperati per essere miscelati con gas di rete come make-up e bruciati per risparmiare le spese e per non emettere ulteriori gas in atmosfera.
4. Nelle vetrerie o nelle produzioni di ceramiche i forni sono onnipresenti ma se il Potere Calorifico cambia ed il profilo termico non è più secondo il necessario possono essere prodotti interi batches di cristalleria di laboratorio -ad esempio- con spessori fuori dalle tolleranze contrattuali
5. Per le società che si occupano dello stoccaggio del gas e riempimento bombole di gas tecnici, conoscere l’Indice di Wobbe permette di utilizzare gas da diversi fornitori o da diverse campagne di produzione senza uscire dalle tolleranze richieste contrattualmente.
6. Negli impianti di biogas o nella post-produzione gas da discarica per conoscere la qualità del gas che si brucia in qualche motore per produrre energia o in cogenerazione.

Tutte queste applicazioni per poter funzionare correttamente richiedono l’installazione di calorimetri di processo che siano in grado di misurare LHV Low Heating Value o Potere calorifico Inferiore PCI, Indice di Wobbe, Densità Relativa del Gas fluente, Aria stechiometrica CARI Combustion Air Requirement Index.

Definiamo il Potere Calorifico Superiore PCS come la quantità di calore disponibile per effetto della combustione completa a Pressione costante di una massa unitaria del combustibile quando i prodotti della combustione siano riportati alla temperatura iniziale combustibile e comburente. In realtà i prodotti della combustione sono emessi a temperatura più alta di quella di riferimento del combustibile: una frazione del calore teoricamente disponibile è persa per il riscaldamento dei fumi e, soprattutto, per la vaporizzazione dell’acqua prodotta dalla combustione stessa: il Potere Calorifico Inferiore PCI ( LHV ) è definito come il PCS meno il Calore di Condensazione del Vapor d’acqua durante la combustione.

L’Indice di Wobbe invece è un parametro universalmente adottato per confrontare il Potere calorifico di diverse miscele e quindi di garantirne l’interscambiabilità ovvero modificando la composizione la quantità di energia disponibile è la medesima. E’ espresso come il rapporto fra il Potere Calorifico e la radice quadrata della Densità Relativa del gas, un numero adimensionale frutto del rapporto fra densità gas secco/aria secca alle condizioni di pressione atmosferica e stessa temperatura.

Aria stechiometrica CARI Combustion Air Requirement Index invece è il volume di aria necessario per una combustione completa (stechiometrica), cioè quando il gas alimentato viene totalmente ossidato termicamente o bruciato. Questo indice è definito come l’aria secca necessaria a bruciare 1 Nm3 di gas combustibile compensato secondo la densità ed è espresso dalla formula

Conoscere il valore Aria stechiometrica CARI Combustion Air Requirement Index significa ottimizzare la combustione cioè:

• Non uso troppa aria e quindi non produco NOx e pertanto non consumo energia oltre il necessario riscaldando inutilmente più aria
• Non uso poca aria e quindi non rilascio in atmosfera HC incombusti e a maggior ragione non perdo energia contenuta nel gas perso

REINEKE GmBh, Germania è leader riconosciuto per la ingegnerizzazione di questa famiglia di analizzatori in continuo definiti come i calorimetri di processo. Questo misuratore di LHV, Indice di Wobbe e Densità del Gas è basato sul principio calorimetrico cioè sulla combustione reale del gas fluente secondo proporzioni stechiometriche. Pertanto rispetto ai cosiddetti gascromatografi veloci il calorimetro presenta 3 fondamentali vantaggi:

1. Il tempo di risposta è nell’ordine dei secondi non minuti: dare il valore LHV ad un turbogas dopo 5 o 3 minuti non ha significato tecnico, non serve.
2. L’analisi del campione è completa, tutta la composizione viene bruciata e quindi analizzata mentre nei gascromatografi si basa l’analisi solo sui i primi componenti in maggiore percentuale tipo il CH4 ma non su tutta la composizione.
3. Non si usano catalizzatori di sorta, il principio è solo termico, quindi non c’è il progressivo avvelenamento e conseguente deriva

REINEKE GmBh ha quindi ingegnerizzato la serie dei calorimetri di processo RBM3000 che è in grado di analizzare simultaneamente PCI Potere Calorifico Inferiore, Indice di Wobbe, Densità del Gas e Minima Aria Comburente

Mentre Reineke è il fornitore dei calorimetri di processo stand-alone, TECNOVA HT opera come integratore di sistema e provvede a :

• Studio dell’applicazione del Cliente finale ed eventuale progettazione sistema di campionamento e trattamento del gas di processo da analizzarsi
• Studio ed implementazione delle Normative Locali nel caso di impianti esteri, esempio Australia.
• Integrazione dei modelli WI o RBM in cabinet o shelter per area sicura o certificati per area pericolosa CE ATEX, UL CSA…
• Manualistica completa ed anche in lingua locale

ed in partnership con la Divisione Service:

• Installazione e start-up dei calorimetri di processo presso l’utente finale, Italia o estero
• Training agli operatori in campo
• Manutenzione a chiamata o a contratto