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IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE CON TRATTAMENTO FORSUTrattamento meccanico biologico e bioessiccazione della forsu con relativa valorizzazione energetica tramite impianto di pirogassificazione

PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE ASSISTENZA

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Partner Contatti: Roma 00192, Via Cosseria 5 – tel 06.3225715 www.tecnavsrl.it

TECN.AV. Srl Business Development stefano.albrizio@tecnavsrl.it stefano.vicentini@tecnavsrl.it

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PRESENTAZIONE

1. TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO

E BIOESSICCAZIONE DELLA FORSU

CON RELATIVA VALORIZZAZIONE ENERGETICA

TRAMITE IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE

2. PRODUZIONE DI UNA MV TRAMITE BIOESSICCAZIONE

3. LA TECNOLOGIA TMB ( TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO)

4. PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E TERMICA DA MV IN UN IMPIANTO DI

PIROGASSIFICAZIONE

5.SPECIFICHE TECNICHE GENERALI DELL’IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE

6.CONCLUSIONI

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IL GRUPPO

Il Gruppo RM opera da anni nei settori dell’efficienza energetica e del facility management, della

cogenerazione industriale e dei servizi ambientali.

Nato negli anni ’90, ha rapidamente acquisito competenze specifiche nella gestione di complessi

progetti energetici legati al settore industriale, competenze che si sono, in seguito, estese anche ad

altri settori.

Entrato nel perimetro dell’energia nel 2001 si è rapidamente affermato con importanti soluzioni di

energy service a livello nazionale.

Il Gruppo si presenta sul mercato come il partner ideale per operatori economici - privati e pubblici -

che necessitino di soluzioni su misura capaci di coniugare efficienza energetica e rispetto

ambientale.

Grazie ad un’eccellenza che si manifesta nella gestione delle risorse umane, nelle attività di ricerca e

sviluppo e del know how, che spazia dai combustibili, fino alle energie rinnovabili e all'efficienza

energetica, RM è in grado di offrire oggi una gamma di soluzioni competitive a sostegno di uno

sviluppo economico sostenibile e di un sempre più ridotto impatto ambientale.

IL NOSTRO PARTNER TECN.AV

TECN.AV. Srl è una società di studi, ricerche e sviluppo commerciale nel campo tecnologico,

ambientale e delle fonti energetiche rinnovabili, nata nel 1982 dall'incontro di professionisti e

manager con esperienza nei settori industriale, elettromeccanico, chimico, biotecnologico ed

ambientale.

1. TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO E BIOESSICCAZIONE DELLA FORSU CON RELATIVA VALORIZZAZIONE ENERGETICA TRAMITE IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE

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Il processo di biostabilizzazione e bioessiccamento della FORSU (Frazione

Organica da Rifiuto Solido Urbano - CER 200108 e CER 200201) per la

produzione di una MV (Matrice Valorizzabile) da destinare alla

pirogassificazione offre una soluzione efficiente ed economica al problema

del collocamento dei rifiuti in discarica.

La combustione della MV, ottenuta dal processo di cui sopra, permette,

attraverso un impianto di pirogassificazione e relativo processo

cogenerativo, la produzione di energia elettrica e termica per

teleriscaldamento, offrendo una soluzione valida per l’ambiente ed

economicamente redditizia.

Le efficienze della trasformazione della MV trattata in energia elettrica e

termica vengono esaltate, superando i limiti tecnici degli impianti dedicati e

si evidenziano i vantaggi sia per la valorizzazione dei rifiuti sia per

l’economia del ciclo di valorizzazione a chilometro zero.

2. PRODUZIONE DI UNA MATRICE VALORIZZATA TRAMITE BIOESSICCAZIONE

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L'Unione Europea, attraverso la Direttiva 2008/98/CE, ha proposto un

quadro giuridico volto a controllare l’intero ciclo dei rifiuti, dalla produzione

allo smaltimento, ponendo l'accento sul recupero e il riciclaggio, disponendo

per gli stati membri la predisposizione di uno o più piani di gestione dei

rifiuti, volti a coprire il proprio territorio geografico.

Ha previsto inoltre l’elaborazione di programmi di prevenzione, al fine di

dissociare la crescita economica dagli impatti ambientali connessi alla

produzione dei rifiuti.

La crescente quantità pro capite di FORSU prodotta, anche dopo la raccolta

differenziata, secondo le ultime analisi dell’ Istituto Superiore per la

Protezione e la Ricerca Ambientale, oggi supera in Italia i 280 kg/ab. anno e

la relativa collocazione, sulla base dell’area di origine sul territorio,

rappresenta un problema non ancora risolto in termini di costi, impatto

ambientale e accettabilità sociale.

La raccolta della FORSU è molto importante nei sistemi di raccolta

differenziata in quanto in base al D.Lgs. 152/06 il fine ultimo della raccolta

differenziata e di un sistema di gestione integrata dei rifiuti è proprio quello

di ridurne le quantità di conferimento in discarica e migliorarne la qualità,

ovvero ridurre al massimo la quantità di umido contenuta in essi, al fine di

limitare la produzione di percolato e biogas (maggiori responsabili

dell’inquinamento di suolo, acque ed atmosfera).

Il nuovo scenario che si prospetta vede l’eliminazione dell’invio in discarica

della FORSU, riduzione di emissioni sul territorio, la

3.LA TECNOLOGIA TMB ( TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO)

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riduzione dei consumi di energia non rinnovabile e della produzione di gas

serra, nonché il contenimento, a livelli indicati dalle normative, delle emissioni

in ambiente.

I vantaggi economici che ne deriveranno costituiscono una vera opportunità

per gli imprenditori che intendano investire sull’ambiente e sull’energia e per

le autorità che presidiano il territorio.

L’impianto è progettato per ricevere FORSU e organico di qualità da raccolta

differenziata, unitamente a scarti vegetali costituiti prevalentemente da

ramaglie, potature di parchi e giardini e legno vergine.

Lo scopo e la produzione di una Matrice Valorizzabile avente un elevato

potere calorifico, separata dalla frazione fine e dalla frazione organica

putrescibile, che dopo ulteriori trattamenti viene valorizzata in un impianto di

pirogassificazione.

La tecnologia di biostabilizzazione permette di ottenere da 1 kg di FORSU,

avente un potere calorifico inferiore (PCI) di circa 9000 kJ/kg, mediante

bioessicazione e successiva separazione balistica:

· 0,20 - 0,25 kg di matrice valorizzabile (PCI < 20 MJ/kg)

· 0,50 - 0,75 kg di acqua evaporata e gas di fermentazione

· 0,05 - 0,10 kg di residuo composto di metalli

Nel processo di biostabilizzazione la frazione organica putrescibile, presente

anche nella FORSU, viene attaccata da microrganismi aerobici e produce

calore che viene utilizzato per evaporare l’acqua e mantenere la massa del

rifiuto ad una temperatura tra 50 e 60°C.

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Il materiale viene sottoposto a bioessiccazione (evaporazione dell’umidita

del rifiuto sfruttando il calore liberato dai processi di degradazioni biologica

aerobica, oltre al notevole contributo del termico proveniente dal calore

dell’impianto di pirogassificazione) mediante depressione forzata.

C organico + O2= CO2 + calore -> evaporazione H2O

· Riduzione in peso 50 -70 %

· Temperature 50-60°C -> igienizzazione

· Durata ciclo trattamento: 7-10 giorni

· I metalli possono essere separati e raccolti contribuendo ad una ulteriore

frazione riciclata.

In questo modo si ottiene dal rifiuto, all’origine maleodorante e portatore di

patogeni, una matrice inodore, stabilizzata e igienizzata.

L’umidita in eccesso presente nella FORSU viene trascinata con l’aria di

fermentazione e di essicazione, viene depurata mediante passaggio in un

letto di materiale ligneo umido (Biofiltro) che assorbe e degrada le

componenti volatili e maleodoranti mediante una popolazione di

microrganismi che si nutre delle stesse.

Lo schema di seguito rappresentato mostra in modo sintetico l’impianto

TMB per la produzione di bioessiccato, dal quale, attraverso semplici

operazioni di raffinazione, si origina la matrice in pirogassificazione.

Schema dell’impianto TMB

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L'impianto di biostabilizzazione tratta la frazione residua della FORSU dopo

la raccolta differenziata: il trattamento viene effettuato in un ambiente

mantenuto in depressione forzata attraverso le seguenti fasi:

A. Scarico rifiuti in vasca di ricezione: i rifiuti in arrivo vengono scaricati in

una vasca di ricezione dotata di griglie di aspirazione sottostanti e

raccolta di percolato;

B. Triturazione dei rifiuti: il materiale viene prelevato dalla vasca e triturato

ad una pezzatura di uscita di 10-20 cm, in modo da omogeneizzare il

materiale e migliorare la bioessicazione, per poi essere scaricato in

una vasca di accumulo temporaneo;

C. Trattamento aerobico: il materiale triturato ed omogeneizzato viene

collocato, per mezzo di gru a ponte automatiche, nella apposita area di

fermentazione accelerata, aiutata dall’aria calda costantemente

presente, dove parte della sostanza organica (5 –10%) fermenta a

causa delle elevate temperature che si raggiungono nella massa (50-

70°C) e si ottiene la stabilizzazione, la deodorizzazione e

l’igienizzazione del rifiuto. Alla fine del processo, che dura 7-10 giorni,

si ottiene un materiale avente contenuto di acqua inferiore al 20%,

partendo da un materiale con contenuto di acqua intorno al 80-90%

(tipico contenuto di acqua di una FORSU);

D. Separazione balistica: il materiale opportunamente movimentato

meccanicamente subisce una separazione balistica dei principali

componenti e successivamente un trattamento di deferrizzazione con

trattamento dei metalli;

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Immagini Impianto TMB

I bassi consumi energetici e di manodopera, il basso impatto ambientale e

la qualità della MV prodotta hanno fatto si che la tecnologia di

biostabilizzazione sia ritenuta una valida soluzione sotto tutti gli aspetti di

processo.

Detto trattamento TMB offre infatti una soluzione al problema del

conferimento locale della FORSU, fornendo alle singole municipalità o a

loro aggregati una tecnologia comprovata, di scala ridotta e a impatto

ambientale trascurabile per trasformare dei rifiuti maleodoranti e scomodi in

un MV stabile, non tossica, e più facile da utilizzare in processi di

valorizzazione.

E. Estrazione e stoccaggio: il materiale, terminato il processo di

bioessicazione, viene prelevato da una delle gru a ponte automatiche e

convogliato, per mezzo di nastri trasportatori/coclee, al sistema di

alimentazione del reattore di pirogassificazione.

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Impianto di Pirogassificazione

La ragione vera per cui oggi l’impianto TMB è la soluzione preferita dalle

autorità locali, e non solo in Italia, è dovuta al fatto che, in aggiunta alla

soluzione dei problemi ambientali, essa presenta gli aspetti economici più

vantaggiosi sia dal punto di vista dell’investimento che del costo di

trasformazione della FORSU.

Perciò tramite gli impianti TMB, il conferimento e la raccolta della FORSU,

anche per quantità non rilevanti (micro-raccolta), viene risolto in loco con

investimenti/costi ridotti e bassissimo impatto ambientale, mentre gli

aspetti della valorizzazione della MV ottenuta verrà affrontato

specificatamente tramite cogenerazione di energia elettrica/termica

attraverso il Syngas prodotto da un impianto di Pirogassificazione

appositamente progettato e realizzato.

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Si consideri un impianto di pirogassificazione alimentato con MV e

biomassa da RV5 che produca syngas in grado di alimentare motori

endotermici in assetto cogenerativo al fine di produrre energia elettrica e

termica per teleriscaldamento e/o uso endogeno.

Ne deriva che il conto economico dell’impianto di pirogassificazione e

biostabilizzazione della FORSU beneficiano delle seguenti voci di ricavo:

· Quota energia elettrica prodotta con tariffe incentivanti GSE

· Quota energia termica prodotta in regime di premialità GSE e venduta a

terzi

· Ricavi da conferimento di RV Rifiuti Verdi: Sfalci e potature verde

generati dai comuni

Una valutazione economica dell’iniziativa e influenzata dalle quantità di

conferimento FORSU assunte e quindi dalla MV estratta, ma soprattutto

attraverso la cogenerazione di energia elettrica e termica prodotta

dall’impianto di pirogassificazione.

In altre parole la MV, nel processo sopra descritto, e da considerarsi, per

questo utilizzo, una risorsa anziché un rifiuto.

4. PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E TERMICA DA MV IN UN IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE

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5.SPECIFICHE TECNICHE GENERALI DELL’IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE

Di seguito sono riportate le specifiche tecniche generali dell’impianto in

progetto:

· n°2 reattori, n°2 motori endotermici, n°1 caldaia

· Potenza elettrica nominale generata: 200 KWe/h

· Potenza termica nominale generata (fumi + motori + caldaia): 300 KWt/h

+ 900 KWt/h

· Ore di funzionamento annuo stimate minime: 7.500 ore/anno

· Autoconsumi energia nei livelli previsti nell’allegato 4 – tabella 6 del DM

6/7/2012 alla voce “biomasse"

Caratteristiche del gas di sintesi

Il gas di sintesi che si forma nel reattore di gassificazione viene

opportunamente depurato deumidificato ed e quindi utilizzato per produrre

energia elettrica e termica nei motori dei gruppi di cogenerazione.

Il gas di sintesi prodotto nell'impianto ha la seguente composizione:

· Azoto (N2) 47,0 Vol%

· Anidride carbonica (CO2) 7,0 Vol%

· Idrogeno (H2) 18,0 Vol%

· Monossido di carbonio (CO) 20,0 Vol%

· Metano, ed altri idrocarburi leggeri (CH4) 8,0 Vol%

Con un potere calorifico di ca 1.300 Kcal/Nm3, ossia pari a ca. 1,5

KWh/Nm3.

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Emissioni in atmosfera

Dal punto di vista delle emissioni degli inquinanti in atmosfera, il fornitore

dell’impianto garantisce il conseguimento del premio previsto dall’art. 8,

comma 7 del D.M. 6 luglio 2012 che, per l’impianto in esame, si traduce nel

rispetto delle seguenti condizioni sui valori medi mensili di emissione riferiti

ad una percentuale di ossigeno anidro libero nell’effluente gassoso pari

all’11%.

·Polveri ≤ 10 mg/Nm3

· NOX (espressi come NO2) ≤ 200 mg/Nm3

· NH3 ≤ 5 mg/Nm3

· CO ≤ 200 mg/Nm3

· SO2 ≤ 150 mg/Nm3

· COT ≤ 30 mg/Nm3

Ricadute ambientali

L'impianto in oggetto presenta una serie di vantaggi economici ed

ambientali di seguito riportati:

· Produzione di energia elettrica e termica da fonte rinnovabile

· Ciclo di produzione ad emissione neutra di CO2

· Stretta adesione al principio della filiera corta (approvvigionamento < 50

km)

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Esponendo sinteticamente gli aspetti essenziali del progetto si è cercato di

evidenziare alcuni dei fattori tecnici, ambientali ed economici, che indicano

nella soluzione individuata la miglior strategia per trasformare il problema

del conferimento della FORSU in un’opportunità di reddito, nel più ampio

rispetto dell’ambiente, generando energia pulita da fonti rinnovabili.

Si evidenzia come questo problema sia oggi diventato di tale dimensione

da imporre non più, come nel passato, delle soluzioni episodiche quali la

discarica o la realizzazione di inceneritori isolati, ma un approccio

sistemico sul territorio che coinvolga le autorità, la popolazione, e gli

imprenditori ambientali e dell’energia e soluzioni di valorizzazione più

rispettose dell’ambiente.

6.CONCLUSIONI

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