Tecnologia di Trasformazione del Materiale Organico in SynGas
attraverso il processo della DISSOCIAZIONE MOLECOLARE
con produzione di energia termica ed elettrica
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.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).
Al 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 … .).
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.
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).
L'ambiente dissociazione molecolare 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.
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.
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.
...
Gli impianti proposti da Euroclima 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.
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.
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