DICOTOMIMPIANTO DI SEPARAZIONE TERMOCHIMICA

PER LA VALORIZZAZIONE DI RIFIUTI UMIDI PALABILI E BONIFICA DISCARICHE

•I Rifiuti rsu

• Un problema nel mondo • Un problema di ogni Continente • Un problema per ogni singola persona

I Rifiuti nel mondo

Henry Ford disse che la tecnologia è vero progresso quando è alla portata di tutti

• Se chiedete al suo “inventore”, egli vi dirà che la tecnologia Dicotom è alla portata di tutti da tempo, anzi, da secoli.

• Che cos’è esattamente Dicotom? • In estrema sintesi Dicotom è un impianto di smaltimento di rifiuti solidi urbani, anche

indifferenziati, in grado di trasformarli in energia termica e/o elettrica recuperando nel contempo i metalli, l’unica parte dei rifiuti che la natura non sarà mai in grado di ricreare e che oggi, anche negli impianti più all’avanguardia, come l’inceneritore di Brescia, vengono fusi e sublimati senza possibilità alcuna di recupero.

• Il Sig.Ranchetti, che ha brevettato e sviluppato Dicotom, utilizzando alcuni impianti pilota, è partito proprio da questo concetto nell’approcciare il problema: in natura tutto ciò che è organico, in sintesi, non è altro che una molecola che contiene Carbonio, quasi sempre legata all’Idrogeno e talvolta con pochi altri elementi chimici. Tutti i composti organici, fra l’altro, sono in grado di trasformarsi liberando o assorbendo energia, attraverso reazioni endotermiche o esotermiche, dando origine a qualcosa di diverso, di ricombinarsi in tutto quello che di “vivo” ci circonda: piante, animali, batteri ecc..

• Sul nostro pianeta, per contro, i metalli e la materia inorganica in genere, si è formata in condizioni particolari, certo non compatibili con la vita, ergo prima o poi molti di essi finiranno o comunque non saranno più disponibili. Dobbiamo quindi salvaguardarli e farne buon uso.

COMBUSTIONE CATALITICA COME COMPLEMENTO DEL PROCESSO DI GASSIFICAZIONE INNOVATIVO

“DICOTOM” PER LA GESTIONE DEI RIFIUTI DA BIOMASSA E NON, CON PRODUZIONE DI ENERGIA

a cura del Prof. Pierluigi Villa Professore ordinario di Chimica Industriale

Università degli Studi dell’Aquila pierluigi.villa@univaq.it

• Energia pulita… come?

• L’impiego di nuovi catalizzatori sintetizzati all’Università di L’Aquila [1] particolarmente performanti nella combustione catalitica, li rende utile complemento di un innovativo processo di trattamento dei rifiuti distribuito sul territorio, non inquinante e con recupero di metalli. • 1) brevetto U.S.A n. 7,166,267 domanda di Brevetto • Europeo 02764701.5

Tecnologie attuali: i termovalorizzatori e i gassificatori

• I gassificatori effettuano una pirolisi del materiale organico operando in difetto di ossigeno e ad alta temperatura. Oltre al syngas, prodotto primario desiderato, si generano quantità rilevanti di TAR (catrame) e di CHAR (coke). Persino i gassificatori di ultima generazione producono 4% di TAR e 6.5% di CHAR

Presentazione schematica dei processi

Handbook Biomass Gasification, Edited by H.A.M. Knoef - GasNet

LA GASSIFICAZIONE E’USATA DA MOLTISSIMI ANNI

Gassificatore da Città

Il sistema DICOTOM rappresenta l’evoluzione dei diversi sistemi di gassificazione realizzati nel mondo, a partire dagli anni ‘90.

• Il sistema DICOTOM sviluppato dalla ditta Vega di Brescia applica una tecnologia di gassificazione a “bassa temperatura” basata su un processo coperto da brevetto internazionale WO 2009/081434 20090702.

Il suo impiego consente lo smaltimento di masse organiche di varia origine, trasformandole con alta efficienza in

energia termica e/o elettrica, garantendo livelli di emissione notevolmente inferiori ai limiti imposti dalla normativa vigente (D. Lgs. 13 agosto 2010, n. 155).

• Punti di eccellenza del sistema

ecocompatibile con emissioni ampiamente nella norma per polveri, ossidi di azoto ed altri composti, in particolare: nessuna produzione di TAR bassissima percentuale di CHAR in uscita scarsa quantità di residuo inerte (dal 3% all’5% di ceneri in peso - per esempio- di RSU)

Efficiente con un buon sfruttamento dell’energia generata dalla combustione del syngas prodotto e con una minima formazione di ceneri, in particolare:

• salvaguardia degli inorganici eventualmente presenti nei rifiuti trattati • recupero totale dei metalli (inertizzati e sanitizzati) e loro vantaggioso riutilizzo • alto rendimento energetico (fino al 90%) • assenza di ossidazione, fusione, sublimazione dei metalli, sostanze inquinanti in

uscita, sia allo stato solido (PM10 e PM2,5) che gassoso (diossine, furani, NOx etc.) ampiamente al di sotto dei parametri di legge

• “onnivoro” in grado di trattare qualsiasi tipo di materiale, ad esempio: • RSU anche indifferenziato • qualsiasi rifiuto contenente almeno il 30% di organico e con umidità totale fino al 75% • compatto con dimensioni totali adatte all’installazione in stabilimenti industriali di piccole e/o medie dimensioni, distribuito sul territorio fino a smaltire RSU di aree con 20mila abitanti. • modulare dimensionabile in funzione delle quantità di materiale da trattare • economico con costi contenuti, ammortizzabili in tempi brevi.

• Le fasi del processo:

• Stoccaggio in fossa o vasca • Prelievo del rifiuto dal fondo • Trasferimento al dosatore e carico del sistema DICOTOM • Estrazione e raffreddamento delle materie inorganiche • Trasferimento del syngas in camera di combustione catalitica • Generazione di energia termica ed elettrica • Recupero energetico • Trattamento fumi

Energia pulita… come: nuovi catalizzatori - DICOTOM

Il sistema proposto, rispetto alle attuali tecnologie di gassificazione, lavora a temperatura di soli 450–480°C, con un basso impatto ambientale garantito, non da ultimo, dall’impiego di catalizzatori particolarmente performanti nel processo di combustione del syngas.

Rispetto ai catalizzatori convenzionali i vantaggidel loro impiego nel sistema proposto sono:

• CARATTERISTICHE PERFORMANTI • DEI NUOVI CATALIZZATORI VANTAGGI • stabilità nel processo di • combustione del syngas • • ottimizzazione della • combustione • • ulteriore garanzia di • rispetto dell’ambiente, • o meglio generazione • di energia in modo • sostenibile • possibilità di essere supportati • su schiume di carburo di silicio • capacità di abbattimento delle • eventuali diossine • capacità di non formare NOx

Rispetto ai gassificatori convenzionali i vantaggidel sistema sono:

• CONDIZIONI DI PROCESSO DICOTOM VANTAGGI • intervallo di temperatura • inferiore ai 450-480°C •le blande condizioni di • temperatura comportano un • tempo prolungato di • trattamento durante il quale • si verifica la totale • dissociazione della sostanza • organica senza sviluppo di • diossine e/o di NOx • •il basso tenore di ossigeno • consente il recupero dei • metalli, presenti alla fine del • processo, in forma ridotta • durata del processo tra le 6 e le 12 ore • livelli di O2 molto bassi

CAMERA DI COMBUSTIONE CATALITICA

CERAMICA POROSA SiC COMBUSTIONE CON SUPPORTO COMBUSTIONE SUPPORTO IN SIC

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• Combustione del Syngas •

• Va subito detto che bruciare Syngas, proprio perché in fase gas, è enormemente più ecologico che bruciare liquidi o solidi. Non a caso il Metano, pur essendo molecolarmente gemello del petrolio e parente prossimo dei materiali plastici, è al momento il meno inquinante dei combustibili in uso.

• Per la stessa ragione, aver trasformato dei solidi e/o liquidi in gas, molto simili al metano, ci da gli stessi vantaggi dal punto di vista combustivi.

• La combustione del Syngas viene fatta mantenendo costante la temperatura fra i 1180 ed i 1250°C, così come si fa per il metano nelle grandi centrali termoelettriche, in modo tale da minimizzare, quanto più possibile, i livelli di emissioni di NOx in atmosfera.

• Inoltre, la Dicotom si è dotata di una camera adiabatica espressamente progettata per la combustione (ossidazione) del Syngas ad assetto variabile che consente di eliminare qualunque fuoriuscita di percolato o sostanza incombusta.

• Tale situazione è ottenuta mediante l’utilizzo di raffinati catalizzatori al carburo di silicio che, usati all’interno della camera e grazie alle loro caratteristiche fisiche (mantenimento delle temperature, enorme superficie di scambio, ecc.), rendono pressochè perfetto il processo di combustione del Syngas in tutte le sue componenti.

• • Le emissioni del processo di dissociazione molecolare • • Come riportato in tutta la letteratura disponibile, la categoria di impianti di gassificazione, in ispecie quelli a bassa

temperatura (attorno ai 480°C-500°C), offrono caratteristiche molto più interessanti del classico inceneritore a combustione diretta, da tutti i punti di vista, ivi compreso quello ambientale.

• Considerando, infatti, i principali composti delle emissioni che potrebbero essere ritenuti dannosi per la salute e per l’ambiente, e, di conseguenza, regolati da specifiche normative internazionali, si può vedere che mediante l’utilizzo del sistema Dicotom:

• Ceneri: Poiché tutto il materiale a base di carbonio si trasforma in gas e vapore acqueo, resta un residuo solido costituito solo da sali minerali, metalli, vetro e lapidei; le ceneri sono esenti da residui carboniosi significativi; inoltre la bassa temperatura di lavorazione evita che le stesse si trasformino in scorie fuse di difficile gestione e da cui niente è più estraibile.

• Diossine e furani: pur essendo la temperatura di reazione compatibile con la formazione di diossine, la scarsità di ossigeno e la presenza di idrogeno, che blocca il cloro presente trasformandolo in acido cloridrico, inibiscono fortemente la formazione di diossine e furani

• Ossidi di Azoto: L’ambiente di dissociazione molecolare dei rifiuti è molto sfavorevole alla formazione degli Ossidi di Azoto (NOx) , in quanto nella camera di dissociazione l’ambiente è povero di ossigeno, ed a temperatura non abbastanza elevata per consentire la ricombinazione dell’azoto che si trova nell’aria.

• Polveri sottili ed ultrasottili: La dissociazione molecolare è un processo molto lento, all’interno del quale non vi è né materiale in rapido movimento, né fiamme che possano produrre le turbolenze necessarie alla generazione ed al sollevamento di polveri. Inoltre le polveri sottili ed ultrasottili sono il risultato prodotto esclusivamente dalla sublimazione dei metalli. Da qui la certezza di evitare la formazione di particolato ultrafine.

• Metalli: La bassa temperatura di funzionamento non permette di raggiungere il punto di fusione o addirittura di sublimazione, ( come noto non esistono metalli che evaporano a max. C°500 ) eliminando totalmente, quindi, il particolato ( PM10 ), come noto composto esclusivamente da metalli.

• • Prendendo quale riferimento la normativa attualmente in vigore, il DL 133/2005, i valori ipotizzati dei

potenziali inquinanti emessi dall’impianto Dicotom, sulla base della qualità del materiale immesso e sulle precedenti e significative esperienze effettuate dai nostri esperti (un totale di oltre 2.500

• ore di funzionamento del sistema sperimentale), possono essere riassunti nella seguente tabella:

:

• Evidenziando così un completo ed abbondante soddisfacimento delle succitate norme ambientali. • Se poi andiamo a confrontare i valori delle concentrazioni di inquinanti non solo con quelli previsti dalle leggi vigenti, ma anche e soprattutto con quelli riscontrati

all’uscita degli inceneritori, i vantaggi in termini di impatto ambientale sono ancora più evidenti

Inquinante Limite (Mg/m3) Valori attesi per scarto di Pulper

DUST 10 < 1HCI 10 <5Nox 200 <50

TOC 10 <1

CO 50 <10

Hg 0.05 <0.02

PCDD/PCDF 0.1 <0.05 ngTEO/m3