I NOSTRI IMPIANTI
Impianto di produzione di energia da materiale organico
Tecnologia di Trasformazione del Materiale Organico in SynGas attraverso il processo della DISSOCIAZIONE MOLECOLARE con produzione di energia termica ed elettrica
INTRODUZIONE
I combustibili fossili utilizzati come vettore energetico, stanno dimostrando tutte le loro carenze, in termini sia ambientali che economici. Una possibile e seria alternativa ai combustibili fossili è rappresentata dalle tecnologie che mirano all'utilizzo, a fine energetico, dei materiali di origine carbonica. La tecnologia della trasformazione del materiale organico in SynGas, attuata attraverso il processo della dissociazione molecolare, è stata sviluppata negli USA agli inizi degli anni '90 come approccio semplice e modulare al problema dello smaltimento del materiale organico e della sua successiva trasformazione in energia. Le innumerevoli installazioni realizzate in tutto il mondo mettono in evidenza le caratteristiche di economicità, flessibilità e semplicità di gestione di un sistema che, grazie alle sue intrinseche caratteristiche di funzionamento, è in grado di trasformare il materiale organico in un eccellente vettore energetico come il SynGas con un impatto ambientale pressoché nullo. La disponibilità di un vettore energetico come il SynGas, inoltre, consente la trasformazione di questo in idrogeno ed il suo successivo utilizzo attraverso i più innovativi sistemi di generazione elettrica, come le celle a combustibile, in grado di generare energia elettrica con efficienze di gran lunga superiore a qualunque altro dispositivo.
GASSIFICAZIONE
La pirolisi è un processo di conversione che, a partire da materiale a base organica quale il rifiuto, genera sostanze solide, liquide o gassose aventi caratteristiche combustibili. La materia organica, indipendentemente dalla sua origine vegetale, animale o sintetica, racchiude in sé l'energia del Sole che il processo della fotosintesi ha imprigionato fra le molecole di carbonio e di idrogeno. I rifiuti sono riscaldati a temperature comprese tra 300 °C e 500 °C in presenza di quantità estremamente limitate di aria. In tale processo il materiale gassifica, viene cioè distillata la frazione organica dando origine ad un gas che, non essendo ancora stato ossidato, possiede un potere calorifico piuttosto elevato. Il gas combustibile prodotto contiene di norma CO2, CO, H2, CH4, H2O, tracce di idrocarburi di maggior peso molecolare e vari contaminanti tra i quali spicca il tar, ovvero l’olio bituminoso prodotto a seguito delle reazioni di pirolisi e presente in forma di vapore all’interno del gas. Il gas che si sviluppa rappresenta dal 15% al 30% in peso del materiale organico originario, a seconda della temperatura del processo. Esso è formato essenzialmente da anidride carbonica, ossido di carbonio, idrogeno, metano e idrocarburi leggeri. Il potere calorifico inferiore del gas sviluppato risulta generalmente compreso tra le 3.000 kcal m-3 e le 4.500 kcal m-3. Il processo di gassificazione si sviluppa in un periodo compreso tra le 8 e le 24 ore, consentendo di avvicinarsi meglio ai tempi naturali di degradazione delle molecole. La composizione chimica ed il potere calorifico del SynGas dipendono naturalmente dall'origine del materiale che ne ha consentito la formazione, nondimeno i suoi principali componenti sono costituiti da idrogeno (H2), metano (CH4), monossido di carbonio (C O) e biossido di carbonio (C02).
UN SISTEMA MULTI-COMBUSTIBILE
Il sistema è in grado di trattare contemporaneamente e senza preventivi pretrattamenti qualunque tipologia di materiale organico avente un'umidità relativa inferiore al 40%, come ad esempio:
- Rifiuti solidi urbani indifferenziati
- Frazione organica da rifiuti urbani
- Biomassa
- Materiali residui da confezionamento
- Rifiuti industriali
- Scarti industriali ed agricoli
- Pneumatici e plastiche
- Rifiuti ospedalieri
- Scarti di macellazione
AI contrario di molti altri sistemi, non viene richiesta alcuna preventiva selezione o macinazione del materiale in ingresso, possono essere accettati materiali sfusi, macinati, balle, materiali su pallets. Il sistema estrae dal materiale in ingresso la parte energetica (SynGas), la parte non energetica, sterilizzata dalla temperatura, rimane disponibile per eventuali altri processi necessari al ricupero dei materiali (ferro, alluminio, vetro ... .).
LE EMISSIONI IN ATMOSFERA
Durante il processo di dissociazione molecolare non vi sono emissioni in atmosfera in quanto si tratta di un processo di trasformazione realizzato in ambiente sigillato. Il SynGas, prodotto dalla dissociazione molecolare, può contenere alcuni prodotti secondari quali HCI, H2S, NH3 che sono abbattuti con appositi sistemi di filtraggio.
Diossine
L'ambiente di dissociazione molecolare, è estremamente avverso alla formazione di diossine. Le diossine si formano come combinazione tra componenti organici con anelli aromatici e cloro; nella camera di dissociazione, l'ambiente è povero di ossigeno e ricco di idrogeno dal quale il cloro viene sequestrato dando origine alla formazione di acido cloridrico (HCI).
Ossidi di Azoto
L'ambiente dissociazione molecola re dei rifiuti è molto sfavorevole per la formazione degli Ossidi di Azoto (NOx) , in quanto nella camera di dissociazione l'ambiente è povero di ossigeno ed è noto che gli Ossidi di Azoto provengono in buona parte dalla combinazione dell'azoto che si trova nell'aria con l'ossigeno.
Polveri
La dissociazione molecolare è un processo molto lento, all'interno del quale non vi è né materiale in movimento né fiamme che possano produrre le turbolenze necessarie alla generazione ed al sollevamento di polveri.
Metalli
Le basse temperature del processo di dissociazione molecolare non sono normalmente sufficienti ad evaporare i metalli. La gran parte dei metalli a 400°C non raggiungono neppure il loro punto di fusione rimanendo praticamente inalterati durante il processo. Standard di riferimento: DL 133/2005 L'impianto supera di gran lunga le prestazioni minime richieste dalle normative europee. Una migliore definizione dei limiti di contaminanti può essere fatta solo dopo una precisa caratterizzazione del materiale; comunque gli accorgimenti impiantistici minimi suggeriti sono in grado di rispettare i seguenti valori:
IL VALORE AGGIUNTO DELLA CELLA DI POST COMBUSTIONE
Gli impianti proposti da Salvum Investments possiedono una caratteristica unica che li distingue da tutti gli altri impianti di gassificazione/dissociazione molecolare presenti attualmente sul mercato: l’utilizzo di una seconda cella di post combustione a cui tutto il syngas prodotto nelle celle primarie viene convogliato. In questa seconda cella avviene la combustione per produrre il calore che attiva la turbina per la produzione di energia elettrica. Un sistema di sensori, governato dal sistema informatico di controllo, rileva l’eventuale presenza di inquinanti nell'aria in uscita e modifica opportunamente le temperature all’interno della cella. Questo sistema permette in modo di conciliare, ottimizzandoli, il rendimento energetico e l’abbattimento delle impurità nell'aria in uscita.
SOLUZIONE IMPIANTISTICA
La soluzione impiantistica prevede la realizzazione di un sistema per la produzione di SynGas attraverso la tecnologia della gassificazione , ed il suo successivo utilizzo mediante la combustione nella seconda cella e dopo un adeguato trattamento in sistemi di filtrazione, finalizzato alla produzione di energia Elettrica e Termica.
Il sistema è composto da:
- Sistemi di caricamento matrice;
- Reattore di pirolisi con bruciatore e sistema di estrazione inerti;
- Sistema di raffreddamento e lavaggio e gas pirolitico;
- Sistemi trattamento fumi e recupero del calore;
- Sistemi di controllo del processo;
- Moto – generatore per la produzione di energia elettrica;
- Accumulatore pressostatico a doppia membrana per lo stoccaggio provvisorio del syngas pulito;
- Quadri di comando e controllo;
- Torcia/postcombustione
L'impianto è inteso come impianto completo, dalla progettazione, alla realizzazione alla messa in marcia.
Vantaggi del processo di gassificazione/dissociazione molecolare
- impianti di piccola e media potenzialità (da 15 a 300 tonnellate giorno) adatte per bacini di utenza medio piccoli (da 10.000 a 200.000 abitanti se utilizzati solo per i rifiuti urbani, meno se utilizzati anche per rifiuti industriali e residui agricoli e forestali);
- radicale abbattimento degli residui nell’aria e delle ceneri (inerti)
- costi di impianto e di gestione notevolmente inferiori a termovalorizzatori e/o discariche
- flessibilità di esercizio sia rispetto all’avviamento/spegnimento che rispetto le manutenzioni
- adattabilità a diversi tipi di rifiuti (urbani indifferenziati, residuo dalla differenziazione, industriali, biomasse, scarti di macelleria, pneumatici ecc.)
- rendimenti migliori per l’energia termica per la facilità di collocazione in prossimità di impianti sportivi, abitazioni ecc. -) possibilità di utilizzi stagionali differenti energia termica – energia elettrica
Realizzazione
La Salvum, progetta, finanzia,costruisce e gestisce gli impianti, su misura, in base alla quantità e al tipo di rifiuti conferiti,mediante accordi con gli Enti pubblici (contratti PPP, ecc) .
L'Ente dovrà mettere a disposizione il terreno, le autorizzazioni, impegnarsi a conferire i rifiuti, impegnarsi ad acquistare l'energia elettrica prodotta.