Incenerimento di rifiuti Recupero di energia e materia€¦ · 9.860 10,460 1.046.000 0,025 1 2.460...

Bologna, 18.10.2008

Incenerimento di rifiuti Incenerimento di rifiuti Recupero di energia e materiaRecupero di energia e materia

SAIE 2008 – Risparmio energetico e sostenibilità ambientale nelle aree industriali

DIVISIONE .AMBIENTE2

CONTENUTI DELLA PRESENTAZIONE

Il gruppo HERA

I termovalorizzatori HERA

Recupero di energia

Recupero di materia

Telecontrollo impianti


IL GRUPPO HERA

MissionHera vuole essere la migliore multiutility italiana per i suoiclienti, i lavoratori e gli azionisti, attraverso l'ulteriore sviluppodi un originale modello di impresa capace di innovazione e diforte radicamento territoriale, nel rispetto dell'ambiente.

Il gruppo

ENERGIA AMBIENTE ACQUE


IL GRUPPO HERA – DIVISIONE AMBIENTE

Il patrimonio impiantistico per il trattamento dei rifiuti consegnato ad Hera all’atto della sua costituzione rappresenta il sistema integrato più rilevante oggi presente in Italia: per numero di impianti (ben 72), per articolazione (le loro caratteristiche sono tali da soddisfare la domanda di trattamento di urbani e speciali espressa dal territorio), per quantità trattate (nel 2008 saranno trattate oltre 5,5 Mtons, delle quali 1,6 di urbani);

6

7

6

6

1 25

35

4

1 3

2 8

3 1

4

1 2

2 7 2

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

TRASBORDI

SEPA

RAZIONE

COMPO

STAGGIO

DISCARIC

HE NP

WTE

SELE

ZIONE

CHIFIB

ITRATT. F

ANGHITERM

O TRATT.

DISCARIC

HE RS

STOCCAGGI

INER

TIZZA

ZIONE


I TERMOVALORIZZATORI HERA


I TERMOVALORIZZATORI HERA – SHEMA A BLOCCHI

Forno a griglia Generatore divapore Reattore Filtro a

maniche Reattore Filtro amaniche Camino

Turbogeneratore

Condensatore

PSR

Ceneri volanti e PCR

Scorie

Alimentocaldaia

Rifiuti

Urea

Sorbalit

Bicarbonato

Vapore surriscaldato

Acqua alimento

Energia elettrica

Fumi depurati

SCR

Soluzione Ammoniacale


I TERMOVALORIZZATORI HERA - PROCESSO

Scorie di combustione

Residui depurazione fumi (PSR)

Soluzione ammoniacale

Bicarbonato e Carboni Attivi

Urea

Ventilatore

Camino

Fumi depurati

Ceneri volanti

Reattore catalitico

SCR

Reattore2 Filtro a maniche2Generatore di vaporeForno

Al TLR

Dal TLR

Condensazione ► CaldaiaTurbina

Utenze

energia elettrica

energia termica

Reattore1 Filtro a maniche1

Calce e Carboni Attivi

RIFIUTI


I TERMOVALORIZZATORI HERA – SEZIONE TIPO


RECUPERO DI ENERGIA – FORNO DI COMBUSTIONE

Sistemi di combustione previsti dalle BAT

Forno a griglia / Forno rotante / Forno a letto fluido / Pirolisi / Gassificazione

Scelta Hera

Forno a griglia

Motivazioni

Il forno a griglia è una tecnica molto referenziata, consolidata ed affidabile (la quasi totalità degli impianti costruiti negli ultimi anni ed in via di costruzione è con forni a griglia).

Le altre tipologie di forni sono poco o rararmente usate .

Il forno a griglia è praticamente l’unica tecnica che permette di smaltire il rifiuto proveniente dalla raccolta cittadina con continuità e semplicità gestionale assicurando un funzionamento costante nel tempo e conseguentemente una migliore gestione del sistema depurazione fumi.


Sistemi di recupero energetico previsti dalle BAT

Generatore di vapore (caldaie in varie configurazioni)

Scelta Hera

Generatore di vapore del tipo a sviluppo orizzontale con piùcanali verticali radianti seguiti da un canale orizzontale convettivo contenente i banchi di scambio termico (EV/SH/ECO).

Motivazioni

Migliore pulizia dei banchi, facilità di manutenzione.

RECUPERO DI ENERGIA – CALDAIA A RECUPERO


Sistemi di produzione energia elettrica/termica previsti dalle BAT

Turbina a contropressione / Turbina a condesazione / Turbina a condensazione con spillamento / Turbina a condensazione a doppio stadio

Scelta Hera

• Turbina a condensazione e spillamento per TLR

Motivazioni

Il sistema scelto permette di produrre energia elettrica da immettere nella rete di trasmissione nazionale e energia termica da immettere in una rete di TLR.

Al TLR

Dal TLR

Condensazione ►Caldaia

Turbina

Utenze

energia elettrica

energia termica

Produzione di energia elettrica• energia elettrica = 0.6 Kwh/Kg rifiuto• rendimento elettrico = 25 %

Produzione combinata di energia elettrica e termica• rendimento totale = 70 ÷ 80 %

RECUPERO DI ENERGIA – PRODUZIONE COMBINATA E.E./E.T.


Al TLR

Dal TLR

Condensazione ► CaldaiaTurbina

Utenze

energia elettrica

energia termica

Produzione di sola energia elettrica• energia elettrica = 0,73 kWeh/kg rifiuto• rendimento elettrico = 23 %

Produzione combinata di energia elettrica e termica• energia elettrica = 0,41 kWeh/kg rifiuto• energia termica = 1,47 kWth/kg rifiuto• rendimento totale = 58 %

Caratteristiche vapore in ingresso turbina = 400 °C 40 bar

Produzione di sola energia elettrica• energia elettrica = 0,82 kWeh/kg rifiuto• rendimento elettrico = 25 %

Produzione combinata di energia elettrica e termica• energia elettrica = 0,47 kWeh/kg rifiuto• energia termica = 1,47 kWth/kg rifiuto• rendimento totale = 60 %

Caratteristiche vapore in ingresso turbina = 440 °C 55 bar

RECUPERO DI ENERGIA – PERFORMANCE


RECUPERO DI ENERGIA – PERFORMANCE WTE BOLOGNA


2007200720082008

20112011

20092009

20122012

20102010

rete TLR Via Diana

Il potenziamento del WTE di Ferrara Canal Bianco, permette di potere ampliare la rete di teleriscaldamento esistente riducendo il ricorso a combustibili fossili.

RECUPERO DI ENERGIA – PERFORMANCE WTE FERRARA


Il potenziamento del WTE determina una ridistribuzione delle fonti di calore alla rete di TLR con aumento % della porzione di calore da WTE (dal 6% al 40%) e drastica riduzione del ricorso alle caldaie a metano (a 43% a 12%).

Anno 2008 - Dopo potenziamento WTE

41%

0%40%

12%2% 5% 0%

Geotermia Centrale-SEF Termovalorizzatore rifiuti Centrali Canal Bianco Centrale H Sant'Anna Centrale-PRV Centrale EST (ex Sant'Anna)

Anno 2007 - Prima del potenziamento WTE

42%

0%6%

43%

5% 4% 0%

Geotermia

Centrale-SEF

Termovalorizzatore rif iuti

Centrali Canal Bianco

Centrale H Sant'Anna

Centrale-PRV

Centrale EST (ex Sant'Anna)



La ridistribuzione delle fonti di calore della rete TLR comporta una riduzione dei consumi di metano nonostante l’incremento della quantità di calore ceduto alla rete.ANNO PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA PER FONTE PRODUZIONE

TOTALEENERGIA

MWh2007 79,136 11,469 80,704 10,291 7,440 189,041 2008 81,652 79,695 22,810 4,464 8,928 197,549

Centrali Canal Bianco

Centrale H Sant'Anna

Termovalorizzatore rifiuti Centrale-PRVGeotermia

ANNO PRODUZIONE CONSUMO METANOTOTALE Centrale EST

ENERGIA (ex Sant'Anna)MWh Sm3 Sm3 Sm3 Sm3

2007 189,041 9,897,389 912,428 10,809,817 2008 197,549 2,797,364 1,094,913 - 3,892,278

Centrali Canal Bianco Centrale-PRV Totale

L’utilizzo di calore proveniente da sistemi cogenerativi (WTE e centrale SEF) nel medio periodo (2025) permetterà di aumentare di oltre il 50% il calore distribuito mediante la rete di teleriscaldamento, riducendo il consumo di combustibile fossile (metano) del 35%. A questo va aggiunto il combustibile fossile (metano e/o gasolio) non utilizzato nelle caldaie domestiche conseguente all’aumento di energia distribuita in rete.



• 30.000 kg/h di vapore spillabiledalla turbina

• 20 MWt di potenza termicasfruttabile per il teleriscaldamento

• 1.000.000 m3 di ambienti riscaldabili

• 10.000 appartamenti equivalenti

• 7.500 kg/h di vapore spillabiledalla turbina

• 5 MWt di potenza termicasfruttabile per il teleriscaldamento

• 250.000 m3 di ambienti riscaldabili

• 2.500 appartamenti equivalenti

LINEA 3LINEA 4

Il progetto di riassetto e potenziamento dell’impianto di Coriano (RN) prevede la riduzione da 3 a 2 linee di termovalorizzazione con aumento di capacità da 120.000 a 180.000 t/anno. La configurazione impiantistica rende disponibile la produzione combinata di energia elettrica e termica.

RECUPERO DI ENERGIA – PERFORMANCE WTE RIMINI


La produzione globale di rifiuti in Italia è di 130 Milioni di tonn/anno

RECUPERO DI ENERGIA – OPPURTUNITA’ A LIVELLO NAZIONALE


La produzione globale di soli rifiuti urbani in Italia è di circa 30 Milioni di tonn/anno.



Ipotizzando di arrivare ad una quota di Raccolta Differenziata del 50% e di termovalorizzare il rimanente 50% (cioè azzerare la quota di RSU in discarica) e di termovalorizzare il 20% dei Rifiuti Speciali presenti sul territorio Italiano, si potrebbero avere, in linea teorica, le seguenti produzioni energetiche e risparmi di consumo di combustibili fossili:

ASSETTO NON COGENERATIVO

Rifiuto prodottoRifiuto

termovalorizzabile p.c.i.Energia elettrica

generabileCombustibile fossile (metano) risparmiato

Milioni di tonn/anno Milioni di tonn/anno kcal/kg GWh/anno Miliardi di Smc/anno

RU 30 15 2800 12.212 2,55

RS 100 20 3500 20.353 4,24

TOTALE 32.566 6,79

11,1358.80018.800TOTALE

6,9636.75011.750350020100RS

4,1722.0507.05028001530RU

Miliardi di Smc/annoGWh/annoGWh/annokcal/kg

Milioni di tonn/anno

Milioni di tonn/anno

Combustibile fossile (metano)

risparmiatoEnergia termica

generabileEnergia elettrica

generabilep.c.i.

Rifiuto termovalorizza

bileRifiuto prodotto

ASSETTO COGENERATIVO



RECUPERO DI MATERIA – BILANCIO DI MASSA

Base di calcolo : 1 tBilancio annuo su base di trattamento: 100.000 t/anno

0,007t 656

t/anno 0,0333.300

0,2180,099 21.812

9.860 10,4601.046.000

0,0251 2.460

100.000 0,24624.600

0,0629,731 6.232973.100 0,020

2.0000,016

0,007 1.640700 0,021

2.100

0,001 0,0108100 0,011 1.078

1.100

0,015 0,00021.500 0,082 22

8.200Rifiuti prodotti non recuperabili

0,004400

SCHEMA INGRESSI-USCITE NUOVA LINEA DI TERMOVALORIZZAZIONE

UNITA' TERMOVALORIZZAZIONE

Rifiuti RSU

Aria comburente

Urea

Carboni Attivi

Bicarbonato

Vapore acqueo

Emissioni gassose

Scorie di combustione

Ceneri volanti caldaia

Polveri/ceneri 1° Filtro maniche

Polveri reazione 2° Filtro a maniche

Acqua di imbibizione scorie

Acqua spegnimento scorie

UNITA' RECUPERO SCORIE DI COMBUSTIONE

Inerti recuperati

Metalli ferrosi

Scorie in discarica

Emissioni liquide

Acqua evaporata

IMPIANTO RIGENERAZIONE

PSR (SOLVAY)

PSR Recuperati

Frazione insolubile in discarica

Ammoniaca


Impianto di Termoutilizzazione

rifiuti - Forlì Rifuti

120.000 t/a

Sorbalit450 t/a

Urea 40%750 t/a

Energia75.600 MWh/a

Bicarbonato 1.950 t/a

Scorie 36.000 t/a

P.S.R. 1.600 t/a

Ceneri Volanti3.000 t/a

Fumi 1.000.000 t/a

Autoconsumo17.200 MWh/a

Ceduta in rete58.400 MWh/a

DISCARICA

Residui6.500 t/a

Trattate 23.000 t/a

Ferrosi3.000 t/a

RECUPERO

DISCARICARECUPERO RECUPERO

RECUPERO DI MATERIA – BILANCIO DI MASSA


RECUPERO DI MATERIA – RECUPERO SCORIE COMBUSTIONE

Processo fisico-meccanico basato sulla separazione mediante vagliatura edeferrizzazione;

Rottami ferrosiInerte a recupero


RECUPERO DI MATERIA – RECUPERO SCORIE COMBUSTIONE

Processo sperimentale chimico – fisico – meccanico finalizzato all’ottenimento di CIC (Conglomerato Idraulico Catalizzato) da utilizzare quale sottofondo stradale in alternativa a materie prime utilizzando solo materiali poveri quali:

• Scorie pretrattate provenienti da incenerimento di RSU• Inerti provenienti dal trattamento di demolizioni e scavi• Scorie della metallurgia del ferro prodotte in grande quantità nelle

acciaierie (loppe d’altoforno)


RECUPERO DI MATERIA – RECUPERO PSR

Fumi depurati

Residui depurazione fumi (PSR)

Fumi

Reattore Filtro a maniche

Camino

ElettrofiltroCaldaia a recupero

Ceneri volanti

Urea

CPCSNCR


RECUPERO DI MATERIA – RECUPERO PSR

PROCESSO SOLVAL


Prima Fase di depurazione Seconda Fase di depurazione Fase Finale

Reattore 2

SCRSistema

Catalitico di riduzione NOx

Filtro a Maniche 1 Filtro a Maniche 2

Reattore 1

Camino

SMP 1Analizzatore FTIR

NOx,NH3, SO2, HCl, HF

Analizzatore O2

SMP 2Analizzatore FTIR

NOx,NH3, SO2, HCl, HF

Analizzatore O2

SMEAnalizzatore FTIR

NOx,NH3, SO2, HCl, HF, CO, CO2Analizzatore O2Analizzatore SOV

Analizzatore PolveriAnalizzatore Mercurio;

Campionatore Diossine e Furani

CONTROLLO DI PROCESSO


SISTEMA MONITORAGGIO CONTINUO EMISSIONI - SMCE

Pompa diPompa diaspirazioneaspirazione

SpettrofotometroSpettrofotometro

Analizzatore di OAnalizzatore di O22

IonizzatoreIonizzatore

FTIRFTIR

FIDFID

PolverometroPolverometro RDRD • Polveri

• COT

• HCl• HF• SO2• NO, NO2, NOx, NH3• H2O• CO, CO2

• O2

camino

Forno termostatatoForno termostatato180 180 °°CC

Analizzatore di HgAnalizzatore di Hg • Hg

CampionatoreCampionatoremicroinquinantimicroinquinanti

UVUV

Composti campionabili in continuo: Diossine e Furani , Idrocarburi Policiclici Aromatici, Poli Cloro Bifenili , Metalli Pesanti


SISTEMA TELECONTROLLO WTE – ARCHITETTURA SISTEMA


SISTEMA TELECONTROLLO WTE - SIMDET

RETE HERA IN FIBRA OTTICA

DATI EMISSIONI DA IMPIANTI

CLIENTS SEDE HERA

ACCESSO AI DATI DA INTRANET HERA

DATI METEO

(Fonte ARPA)

MONITORS

Sistema SCADA e SIMDET

Rimini Ravenna Etc.

CLIENTS



DATI EMISSIONI DA IMPIANTI

CLIENTS SEDE HERA

ACCESSO AI DATI DA INTRANET HERA

DATI METEO

(Fonte ARPA)

MONITORS

Sistema SCADA e SIMDET

RiminiRimini Ravenna Etc.

CLIENTS


GRAZIE PER L’ATTENZIONE!

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