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Rifiuti, arriva il pirogassificatore pulito Ambiente

Questo incrocio gassificazione-pirolisi lavora in camera stagna in totale assenza di ossigeno (non c'è combustione), diversamente ad esempio dal pirogassificatore modulare con combustione integrata, brevettato dalla Nse Industry, progettato per una sua realizzazione a Castelfranco di Sotto (Pisa) nell'area della Waste Recycling. Oltre a non produrre fumi di combustione inquinanti (senza camini), né altre emissioni nell'ambiente, non produce scarti residui da conferire in discarica (bensì residui inorganici inerti riutilizzabili in edilizia), recupera l'energia chimica del rifiuto o della biomassa processati, trasformandoli in combustibile gassoso pulito. Le energie che produce, syngas e calore, possono essere utilizzate in modi diversi (vedi Scheda di dettaglio nel seguito). Si tratta del brevetto Pyromex, sistema di gassificazione a temperatura ultra elevata, che la società svizzera Pyromex AG, detiene per il trattamento e l'utilizzazione energetica dei rifiuti e della biomassa. Dopo il pre-trattamento, i rifiuti vengono trattati nel sistema di gassificazione (reattore di gassificazione) a temperatura ultra elevata Pyromex, che non avviene mai sotto i 1000°C, per evitare la formazione di catrami, le polveri, le diossine e i furani, e cioè delle parti più inquinanti. Nel reattore di gassificazione il materiale viene convertito in prezioso syngas (organico) e residuo inerte (inorganico), vetrificato e non permeabile, che può essere utilizzato per fondi stradali o in edilizia.
L'impianto Pyromex non  ha camini di emissione di alcun tipo, i tubi presenti nell'impianto servono solo per il trasporto del syngas prodotto dalla gassificazione. ll syngas prodotto dal reattore di gassificazione Pyromex è un buon gas, molto ricco di idrogeno, che potrebbe essere convertito totalmente in idrogeno (1 m3 di syngas Pyromex = 0,7 metri cubi di idrogeno), combustibile (H2) con il quale possiamo produrre energia elettrica in totale assenza di emissioni.

All'impiego del brevetto Pyromex ricorrono anche società italiane del settore del trattamento e valorizzazione energetica dei rifiuti, come la Karizia Technology, che lo propone a Cassola in Veneto (Provincia di Vicenza) per il recupero di materia da rifiuti non pericolosi e pericolosi, e per la produzione di gas di sintesi, ovvero syngas, a sua volta utilizzato per la produzione di energia elettrica. Il progetto della Karizia Technology può però essere migliorato, sottolinea la Pyromex. In esso infatti esistono le emissioni, le uniche dell'impianto, delle "marmitte" dei gruppi elettrogeni, che potrebbero invece essere abbattute con l'installazione di turbine ad idrogeno nella centrale di produzione di energia elettrica. Impianti Pyromex sono in funzione a Monaco di Baviera e a Neuysdat (nella foto in alto).

SCHEDA DI DETTAGLIO
Vediamo in dettaglio le tre sezioni che costiutiscono l'impianto complessivo,
Sezione di pretrattamento Come primo passo,i rifiuti devono essere ridotti in dimensione omogenea, così da poter essere facilmente gestiti sui nastri trasportatori. Nel caso in cui il livello di umidità sia superiore al 30%,i rifiuti passano nel sistema di disidratazione.
Sezione di gassificazione. Con l’unità di pyrogassificazione, che opera senza aria od ossigeno, i rifiuti secchi vengono separati in due frazioni: pyrogas (gas di sintesi) e residuo inorganico inerte. Tutto il contenuto organico dei rifiuti viene convertito in gas a temperature tra 1.100 e1.300 °C
Sezione termoelettrica.  Il syngas viene usato per produrre elettricità con turbine a gas o motori endotermici.La turbina a gas produce in cascata vapore da utilizzare in una turbina a vapore. Il calore prodotto può essere utilizzato in parte per il processo di essiccazione dei rifiuti in parte per teleriscaldamento.
Sezione di gassificazione: il reattore Pyromex. E' un tamburo rotante sul quale il residuo solido da trattare avanza e cade poi per gravità. All'interno del cilindro chiuso qualsiasi prodotto è trattato a temperatura dai 1000° in su, a seconda della composizione del rifiuto e, senza alcuna fiamma, diventa incandescente. Per la gassificazione della biomassa, ad esempio, occorrono tra i 1000° e i 1100°, per il car-fluff, rifiuto proveniente dalle carrozzerie delle auto, occorrono temperature tra i 1250° e i 1350°C. Alla fine la composizione del syngas ottenuto dal car-fluff è molto simile a quella della biomassa. Il gas che si forma, in entrambi i casi, è cioè composto dagli stessi quattro elementi: monossido di carbonio, idrogeno, anidride carbonica e metano."
Il percorso dei rifiuti all'interno del reattore Pyromex. Il materiale entra nel cilindro tramite una coclea, e cioè una "vite senza fine", che si vede a destra e che porta il materiale dentro il reattore di continuo. Il reattore gira, con movimento a spirale, e il materiale pesante ovvero il residuo solido esce dal basso. Il syngas esce invece attraverso la flangia circolare e viene convogliato alla stazione di lavaggio dove subisce uno shock termico da 1000° a 50°. Nella gassificazione standard, infatti, tutte le parti catramose si ricompongono e formano gas sporco. Nel nostro caso invece il raffreddamento è istantaneo e non c'è tempo materiale per la ricomposizione molecolare degli elementi; non sono previsti filtri per il gas. Sono previste due stazioni di lavaggio, acido e basico. L'acqua si sporca poco perché il procedimento è molto rapido.
Camera di compensazione. Sopra il reattore Pyromex è collocata una camera di compensazione, imposta dai Vigili del Fuoco come struttura di emergenza in grado di trattenere tutto il gas contenuto nel reattore in caso di incidente: una torcia fredda spenta si accende ed il gas viene bruciato invece di diffondersi in aria. Tutti gli allarmi sono doppi. L'impianto, inoltre, non ha pressione all'interno e pertanto i rischi sono ulteriormente ridotti.
Impiego energie prodotte: le diverse possibilità
Utilizzo diretto del gas: alimentazione bruciatori, caldaia a vapore con turbina a vapore e generatore, produzione idrogeno
Utilizzo indiretto del gas: motore a gas, turbina a gas, liquefazione gas Pyromex
Utilizzo del combustibile liquido: motore diesel
Utilizzo del calore prodotto: scambiatore di calore (riscaldamento/refrigerazione), funzionamento del desalinizzatore di acqua di mare Pyromex senza immissione di salamoia in mare, convertitore termo elettrico (Tec).
Utilizzo industriale: utilizzo di syngas al posto del gas naturale, utilizzo di syngas e calore per scopi di pretrattamento dei rifiuti (essiccazione, sterilizzazione, preriscaldamento etc.), recupero degli elementi industriali di valore dal processo di gassificazione (metalli).
Per saperne di più: www.pyromex.it

Un passo indietro: differenze tra pirolisi e gassificazione
Gassificazione e gassificatori: processo chimico di degradazione termica che avviene a temperature elevate in presenza di scarso. La gassificazione è più vantaggiosa dell'incenerimento perchè sfrutta una combustione dai 700° ai 1200°C, utilizzando meno aria degli inceneritori (rapporto sotto-stechiometrico),  con il risultato di una minore produzione di emissioni. Mentre sotto i 1000° si formano i catrami, le polveri, le diossine e i furani, e cioè le parti inquinanti (parti liquide o solide), sopra i 1000° (nei gassificatori) non si formano i catrami, perché vengono rotte tutte le catene molecolari lunghe ed il gas non è condensabile (resta allo stato gassoso anche quando è freddo), quindi non abbiamo materia né liquida né solida. Tutti i syngas prodotti dalla gassificazione tradizionale contengono cioè catrami ed hanno emissioni nell'ambiente, anche se minime, attraverso i camini.
Pirolisi e impianti di pirolisi. Processo di decomposizione termochimica di materiali organici ottenuto mediante l'applicazione di calore e in completa assenza di ossigeno . Gli impianti di pirolisi lavorano in camera stagna, ossia in totale assenza di combustione (assenza di emissioni) e a temperature relativamente basse, fino a 700°, per produrre syngas condensabile che raffreddandosi diventa un olio combustibile "sporco". Questo può essere raffinato prima di essere utilizzato per i motori oppure utilizzato così com'è nei bruciatori. In quest'ultima eventualità si producono pesanti emissioni.

Foto Pyromex
A seguire: Flusso materiali, Corpo del reattore e progetto dell'impianto versione interrata con giardino pensile
pyromex_flusso_materialiST.jpg

pyromex_corpo_del_reattoreST.jpg

pytomex_impianto_interrato_con_giardino_pensileST.jpg

 

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