Sistemi per trattamento rifiuti urbaniPirolisi

Revisione del 18-03-2013

Medikare Srl Pirotek SrlVia Giardino, 10 47034 Forlimpopoli FCTel. 335-1683568 Tel. 335-396085Email: rossivan@alice.it Realizzato daIng. Schembri AntoninoCod,Rif.PiroRSURev. 1.1c del 18-03-2013

1.1I rifiuti solidi urbani RSU Largomento rifiuti da anni al centro dellattenzione di tutte le forze politiche poich i cittadini sono costantemente sul piede di guerra. Il problema che ci si pone in ogni parte del mondo come smaltire i RIFIUTI SOLIDI URBANI (RSU).Ogni famiglia italiana di 4 persone produce mediamente ogni giorno oltre 6 kg di rifiuti. Buttiamo via, quotidianamente, migliaia di tonnellate di materiali preziosi e le discariche non bastano pi. Il rifiuto al giorno doggi da considerarsi un problema o una risorsa (ricchezza)?La nostra spazzatura mediamente composta da: 30% rifiuti organici 8% verde 22% carta e cartone 12% plastica 18% materiali vari 5% vetro 3% metalli 1,5% legno 0,5% inerti

Circa il 40% dei rifiuti domestici potrebbe essere separato dal resto dellimmondizia gi in casa e gettato negli appositi raccoglitori consentendo il recupero di carta, vetro, plastica e alluminio, tutti materiali riciclabili che, dopo opportuni trattamenti, possono venire riutilizzati.Per gestione dei rifiuti si intende l'insieme delle politiche volte a gestire l'intero processo dei rifiuti, dalla loro produzione fino alla loro sorte finale, e coinvolge quindi: la raccolta, il trasporto, il trattamento (riciclaggio o smaltimento), il riutilizzo dei materiali di scarto, solitamente prodotti dall'attivit umana, nel tentativo di ridurre i loro effetti sulla salute dell'uomo e sull'ambiente.

Il trattamento dei rifiuti consiste nell'insieme di tecniche volte ad assicurare che i rifiuti, qualunque sia la loro sorte, abbiano il minimo impatto sull'ambiente. Pu riguardare sostanze: solide liquide gassose con metodi e campi di ricerca diversi per ciascuno.Le soluzioni adottate per lo smaltimento degli RSU sino ad oggi sono:1) discariche;2) raccolta differenziata con recupero di metalli, carta e vetro e formazione di compost da ridistribuire sui terreni;3) inceneritori.La soluzione menzionata nel punto 1) creano grossi problemi poich il percolato che si forma nelle discariche fortemente inquinante finendo molto spesso volte nelle falde freatiche, sorgenti alle quali si attinge per lacqua da distribuire nelle civili abitazioni. Le discariche inquinano lambiente con gas maleodoranti che si diffondono per decine di chilometri sul territorio. Le discariche inoltre facilitano la nascita di insetti, batteri e ratti causa spesso di malattie per luomo.

1.2Il riciclaggio I rifiuti raccolti in maniera differenziata possono sostanzialmente essere trattati, a seconda del tipo, mediante due procedure: riciclaggio, per le frazioni secche; compostaggio, per la frazione umida.La raccolta differenziata di difficile attuazione e non ha ancora risolto la problematica rifiuti. A fronte di una differenziazione ad oggi non superiore ad un 30% il compost che si ottiene spesso presenta le stesse problematiche del rifiuto in discarica.Il riciclaggio comprende tutte le strategie organizzative e tecnologiche per riutilizzare come materie prime materiali di scarto altrimenti destinati allo smaltimento in discarica.Numerosi sono i materiali che possono essere riciclati: metalli cartavetro plastiche legno

1.2.1Carta e cartone La raccolta della carta e cartone prevede un raccoglitore blu, si consigliano alcune semplici regole per non vanificare la raccolta:- Separare giornali e riviste dai loro involucri di cellophane.- Togliere la finestra di plastica dalle buste da lettera.- Schiacciare/aprire le scatole di cartone e cartoncino.Attenzione: I contenitori per bevande tetrapak e quelli con il simbolo CA (cartone poliaccoppiato) sono fatti di carta, plastica e alluminio: un disastro per il riciclo, anche se in molti comuni, per accordi con le industrie che attuano il riciclo, possono essere messi con la carta.

1.2.2La plastica La plastica prevede un raccoglitore Giallo, ecco alcune semplici regole per non vanificare la raccolta. Si considera plastica riciclabile tutti i contenitori che recano le sigle PE, PET e PVC tipo: - Contenitori per liquidi, - Bottiglie per bevande - Flaconi per prodotti per l'igiene personale e pulizia per la casa - Shampoo, Bagnoschiuma - Detersivi - Vaschette per l'asporto di cibi - Confezioni per alimenti - Polistirolo espanso degli imballaggi e simili - Borse di nylon - Plastica in pellicola Bottiglie contenitori vari Lavarli, chiuderli con il proprio tappo e pressarli affinch occupino minor spazio. Non necessario rimuovere le etichette di carta.Attenzione: non plastica da riciclare! Tutti i contenitori che non recano le sigle PE, PET e PVC, tutti i contenitori che presentano residui di materiali organici (es. cibi) o di sostanze pericolose (vernici, colle, ecc.), giocattoli, custodie per cd, musicassette e videocassette, piatti, bicchieri e posate in plastica, tubi di dentifricio, bottiglie di olio, rifiuti ospedalieri beni durevoli di plastica (es. articoli di casalinghi, elettrodomestici, componenti per l'arredo, grucce per appendiabiti ecc.), articoli per l'edilizia.1.2.3 Il vetro Il vetro un materiale pulito perch non prodotto con sostanze inquinanti, pu essere facilmente riutilizzato e riciclato molte volte: costituito da sabbia, soda e calcare, fusi insieme a temperature elevatissime, di solito il raccoglitore Verde a forma di campana. Sono rifiuti di vetro riciclabili: - bottiglie di vetro - vasetti in vetro - vetri rottiLavare le bottiglie ed i vasetti di vetro (i tappi vanno riposti nei diversi cassonetti a seconda del materiale) prima di conferirli nelle campane apposite. Attenzione: non vetro da riciclare e non va introdotto mai nelle campane del vetro: ceramica vetroceramica (pyrex) cristallo, contiene metalli pesanti quali il piombo lampadine a incandescenza lampadine a basso consumo lampade al neon specchi (contengono sostanze pericolose per lambiente) schermi TV o monitor il vetro colorato dei finestrini delle auto

1.2.4Lalluminio Lalluminio, grazie alle sue caratteristiche intrinseche, un materiale totalmente riciclabile. Il suo recupero e riciclo, oltre a evitare lestrazione di bauxite, consente di risparmiare il 95% dellenergia richiesta per produrlo partendo dalla materia prima. Infatti per ricavare dalla bauxite 1 kg. di alluminio sono necessari 14 kWh, mentre per ricavare 1 kg. di alluminio nuovo da quello usato servono solo 0,7 kWh di energia. I rifiuti di alluminio riciclabili possono essere immessi nel raccoglitore Rosso, questi sono ad esempio: - lattine per bibite e conserve con simbolo "AL" o ALU" - barattoli in alluminio - bombolette spray per deodoranti, lacche, panna, private dei nebulizzatori di plastica - fogli di alluminio da cucina - involucri da cioccolata o dolci solidi - vaschette per alimenti - coperchietti da yogurt e similari - blister liberati dai contenuti

1.3Trattamento termico dei rifiuti Fra i processi di trattamento a caldo (o termico) dei rifiuti, si distinguono tre processi di base: Combustione (incenerimento) Pirolisi GassificazioneTutte queste tecnologie producono residui, a volte speciali, che richiedono smaltimento, generalmente in discarica. I rifiuti vengono smaltiti negli inceneritori o termodistruttori dove vengono bruciati e trasformati in cenere , fumo e vapore. Gli inceneritori moderni sono dotati di depuratori che, quando vengono bruciate sostanze nocive, filtrano i gas affinch non procurino nessun tipo di inquinamento ambientale. La soluzione tramite inceneritore contestata, poich limpianto brucia il rifiuto tal quale creando pericolosissime diossine tanto dannose per la salute. Gli inceneritori presentano vari inconvenienti: occorre eliminare l'umido dai rifiuti, perch composto essenzialmente da acqua che abbassa la temperatura necessario costruire barriere per trattenere il pi possibile il liquame che altamente inquinante il calore prodotto non deve essere massimo sulle ciminiere per evitare il surriscaldamento dellatmosfera

1.4 Principi del sistema integrato italiano D.L. n. 250 del 18 -11- 2010 Criteri di priorit (Art. 179) Sviluppo di tecnologie pulite Ideazione e messa in commercio di prodotti che non contribuiscano o diano un contributo minimo alla produzione di rifiuti ed all'inquinamento Miglioramenti tecnologici per eliminare la presenza di sostanze pericolose nei rifiuti Ruolo attivo delle amministrazioni pubbliche nel riciclaggio dei rifiuti e loro utilizzo come fonte di energia Prevenzione della produzione di rifiuti (Art. 180) Corretta valutazione dell'impatto ambientale di ogni prodotto durante il suo intero ciclo vitale Capitolati di appalto che considerino l'abilit nella prevenzione in fase di produzione Promozione di accordi e programmi sperimentali per prevenire e ridurre la quantit e pericolosit dei rifiuti Attuazione del D.L. 18 febbraio 2005 n. 59 e la direttiva 96/61/CE specifica per la riduzione e prevenzione integrate dell'inquinamento Recupero dei rifiuti (Art. 181) Il riutilizzo, il reimpiego ed il riciclaggio La produzione di materia prima secondaria trattando i rifiuti stessi Lincentivazione, tramite misure economiche e capitolati nelle gare d'appalto, del mercato dei prodotti reimpiegati Luso dei rifiuti per produrre energia

1.5La Dissociazione MolecolareI 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 rappresentata dalle tecnologie che mirano allutilizzo, a fine energetico, dei materiali di origine carbonica.La tecnologia della trasformazione del materiale organico in SynGas, attuata attraverso il processo della dissociazione molecolare, stata sviluppata come approccio semplice e modulare al problema dello smaltimento del materiale organico e della sua successiva trasformazione in energia.La materia organica, indipendentemente dalla sua origine vegetale, animale o sintetica, racchiude in s l'energia del Sole che il processo della fotosintesi ha imprigionato fra le molecole di carbonio e di idrogeno. Il processo della fotosintesi, che ha luogo nelle piante verdi, permette la trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica, rendendo cos possibile la sintesi di sostanze organiche complesse a partire da sostanze inorganiche semplici come il biossido di carbonio e l'acqua.Le molecole organiche, originate dal processo di fotosintesi, subiscono successivamente diverse trasformazioni di origine biologica e chimica, trasformandosi negli oltre 6 milioni di composti organici del carbonio. Tutte le molecole organiche sono costituite da carbonio ed idrogeno, spesso accompagnati da altri elementi quali ossigeno, azoto, fosforo ecc.Il processo di dissociazione avviene in un ambiente chiuso, in carenza di ossigeno, ad una temperatura compresa fra i 300 e i 550 C.Per effetto del riscaldamento, in ambiente in carenza di ossigeno, si ha la rottura dei legami chimici del carbonio con la conseguente costituzione di molecole pi semplici quali: idrogeno (H2), metano (CH4), monossido di carbonio (CO) e biossido di carbonio (CO2).

Il processo di dissociazione molecolare, consente di avvicinarsi ai tempi naturali di degradazione delle molecole. La composizione chimica ed il potere calorifico del SynGas dipendono naturalmente dallorigine del materiale che ne ha consentito la formazione, nondimeno i suoi principali componenti sono costituiti da idrogeno (H2), metano (CH4), monossido di carbonio (CO) e biossido di carbonio (CO2).

1.6Celle di dissociazione molecolareLe Celle di dissociazione molecolare sono il componente del sistema in cui una combinazione di pirolisi, termolisi e gassificazione converte la carica a base carbonica in SynGas e cenere inerte, senza che abbia luogo il processo di combustione.Le varie celle componenti un impianto sono modulari ed ampiamente collaudate nel funzionamento. La combinazione di pi celle d la possibilit di affrontare problemi di trattamento in quantit variabile.Le dimensioni di ogni singola cella vanno da 1 m3 a oltre 90 m3.1.7PirolisiVai a: navigazione, cerca La pirolisi (o piroscissione) un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante lapplicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante (normalmente ossigeno). In pratica, se si riscalda il materiale in presenza di ossigeno avviene una combustione che genera calore e produce composti gassosi ossidati; effettuando invece lo stesso riscaldamento in condizioni anaerobiche (totale assenza di ossigeno), il materiale subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole pi semplici. Il calore fornito nel processo di pirolisi viene quindi utilizzato per scindere i legami chimici, attuando quella che viene definita omolisi termicamente indotta.

La pirolisi (chiamata anche dissociazione molecolare) conosciuta fin dai tempi degli Egizi come tecnica per la produzione di carbonella da legno. I carbonari, nelle carbonaie rese famose da Cassola, utilizzavano il gas di pirolisi come avvisatore. Finch il processo pirolitico era attivo, i gas pirolitici prodotti mantenevano in tensione la volta della carbonaia, disperdendosi in aria da un piccolo foro nella volta stessa; a processo concluso quando tutta la legna era convertita in carbonella, la pressione del gas veniva a mancare e la carbonaia implodeva su se stessa. Al contrario i moderni impianti pirolitici hanno come produzione primaria proprio quel gas per altro dimostratosi un ottimo combustibile. Si rende necessaria una particolare attenzione alle definizioni al fine di non portare a considerare il contrario di ci che stato detto.

Attualmente si parla di dissociazione molecolare, ma il termine improprio o meglio piuttosto omnicomprensivo. Le reazioni chimiche infatti sono il prodotto di associazioni e/o dissociazioni molecolari: le molecole si scindono per ricomporsi in altre molecole o, ancor pi semplicemente, si ricompongono in altre molecole. La dissociazione molecolare rappresenta un termine generico non sufficiente a descrivere i fenomeni che si sviluppano durante la pirolisi. Le reazioni chimiche che avvengono a seguito della combustione appartengono anch'esse alla stessa categoria per cui si potrebbe definire impianto di dissociazione molecolare anche un comune termovalorizzatore.

E' piuttosto comune confondere il sistema pirolitico basato su reazioni indotte in totale assenza di ossigeno, con i pi conosciuti gassificatori che al contrario utilizzano discrete quantit di ossigeno (aria o vapore aggiunto secondo esigenze stechiometriche di reazione) per accelerare le reazioni di dissociazione della materia. La gassificazione necessita di controlli e tarature sulla base delle tipologie dei materiali in ingresso quasi sempre fortemente eterogenei. La tecnologia pirolitica al contrario non subisce influenza da parte di etero-genecit dei materiali entranti (condizione necessaria comunque garantire la derivazione organica dei materiali e una bassa percentuale di umidit). Lavorare in totale assenza di ossigeno mediante tecnica pirolitica permette di sottrarre considerevoli quantit di CO2 all'ecosistema rispetto all' utilizzo di tecniche convenzionali.

E' universalmente accertato che i rifiuti, specie quelli di natura organica, lasciati in discarica sviluppano gas ed in particolar modo metano, un potenziale effetto serra di circa 20 volte superiore alla CO2. A differenza dei gas da discarica che liberamente e senza alcun controllo vengono emessi in atmosfera, i gas di pirolisi vengono prodotti in modalit controllata nel reattore di pirolisi minimizzando i rischi di inquinamento, ottimizzando la totale captazione dei gas prodotti.

1.8Trattamento dei rifiuti La pirolisi dei rifiuti, utilizzando temperature comprese tra 300 e 800 C, converte il materiale dallo stato solido in: prodotti liquidi (cosiddetto tar o olio di pirolisi) prodotti gassosi (syngas)utilizzabili come combustibili o materie prime destinate a successivi processi chimici. Il residuo carbonioso solido ottenuto pu venire ulteriormente raffinato generando prodotti quali il carbone attivo. I prodotti della pirolisi sono quindi sia gassosi, sia liquidi, sia solidi, in proporzioni che dipendono dal metodo impiegato (pirolisi veloce, lenta o convenzionale) e dai parametri di reazione.

La pirolisi diretta viene generalmente attuata in apparecchiature in cui avviene anche lo scambio di calore tra i gas di combustione ed i fluidi di processo.

La combustione di prodotti e residui agricoli ha buoni rendimenti, se si utilizzano come combustibili sostanze ricche di glucidi strutturati (cellulosa e lignina) e con contenuti di acqua inferiori al 35%. I prodotti utilizzabili a tale scopo sono i seguenti: legname in tutte le sue forme; paglie di cereali; residui di raccolta di legumi secchi; residui di piante oleaginose (ricino, cartamo, ecc.); residui di piante da fibra tessile (cotone, canapa, ecc.); residui legnosi di potatura di piante da frutto e di piante forestali; residui dellindustria agro-alimentare

1.9La pirolisi per la produzione di biocarburantiQuesto sistema richiede notevoli volumi di biomassa, e si cerca quindi di affinare metodi di lavoro che consentano di trattare la biomassa lontano dalle centrali (direttamente sui luoghi di raccolta) per ridurre i costi. Con la pirolisi flash si pu convertire la biomassa in un particolare olio che viene successivamente convogliato presso una centrale che produce il carburante.La biomassa trasformata attraverso la pirolisi in biosyncrude per mezzo di un riscaldamento effettuato in ambiente privo di aria. Alla fine del processo possibile ottenere combustibile diesel, idrogeno e metanolo.Nella pirolisi, il campione viene messo a diretto contatto con un filamento in platino o posto in un tubo in quarzo e rapidamente scaldato a 400 600C o pi.Esistono tre differenti tecniche di riscaldamento nei pirolizzatori moderni: isothermal furnace inductive heating o a punto di Curie resistive heating (usato con il filamento in platino).Le grandi molecole si decompongono in molecole pi piccole e pi volatili.

1.10Il gas di pirolisi e la Direttiva EuropeaLa Direttiva Europea 2006/12/CE del 5 Aprile 2006, d indicazione precise sulla gestione dei rifiuti, al fine di privilegiare processi efficaci ed innovatovi che adattino l'evoluzione tecnologica agli scenari di produzione di rifiuti presenti nel territorioSpecificamente richiesto a ogni Stato membro che: Incentivi la valorizzazione del rifiuto come materia prima Raggiunga l'autonomia nell'eliminazione dei rifiuti Riduca al minimo i trasporti di rifiuti Ottimizzi i processi di smaltimento che minimizzano l'impatto ambientaleIn questa prospettiva stata formata una Commissione Europea, Refuse Derived Fuel, Current Practice and Perspectives, che evidenzia il vantaggio di sostituire combustibili fossili con CDR, sempre che siano garantiti i limiti delle emissioni prodotte. Questa sostituzione ai combustibili fossili ha vantaggi ambientali ed economici significativi anche quando viene comparata con la combustione diretta dei rifiuti, per esempio nei termovalorizzatori. E' fondamentale capire cos' il CDR. La definizione adottata dalla Commissione Europea nel luglio del 2003 : Il CDR, combustibile derivato dai rifiuti (in inglese RDF, Refuse Derived Fuel) composto da tutti i rifiuti con elevato potere calorico che, non potendo essere passibili di una valorizzazione materiale, finirebbero per essere portati in discarica, ma che dopo un processo realizzato in accordo con criteri, regolamenti, norme e specifiche tecniche appropriate, trasformato in combustibile secondario utilizzato negli impianti per la produzione di energia per i processi produttivi. Quindi il prodotto classificato come CDR un prodotto al termine della filiera del riciclo (non pi riciclabile direttamente) ma che pu trasformarsi in un altro prodotto se ulteriormente lavorato in una determinata forma.Chiarito che l'alternativa unica del rifiuto originario non ulteriormente lavorato sarebbe stato l'approdo in discarica, o eventualmente l'incenerimento nonostante le raccomandazioni contrarie della CE, il CDR in qualit di combustibile secondario, attualmente, pu prestarsi a diversificati utilizzi (comunque bruciato insieme a un altro combustibile definito principale): Usato per produrre energia in impianti dedicati, dove il combustibile principale, o di origine fossile o biogas, serve solo per garantire la temperatura di combustione sopra il limite di formazione delle diossine. Usato nei cementifici in percentuali pi o meno alte rispetto al combustibile fossile primario. Usato in unit industriali come integratore del combustibile primario fossile.L'impianto pirolitico introduce una via di utilizzo del CDR completamente distinta da quelle sopra elencate sommando un ulteriore processo alla trasformazione del rifiuto in risorsa: il Processo Pirolitico porta infatti alla scomposizione molecolare del materiale (CDR) in ingresso.La materia prima CDR non pi considerata un combustibile secondario bens una materia prima che viene trasformata, a livello molecolare, in gas di pirolisi, di composizione equiparabile al biogas. Questa ulteriore affinazione della materia permette di ottenere un prodotto, che un combustibile primario, completamente differente dal rifiuto originario sino ad un livello molecolare. Il syngas rispetto al biogas pi ricco in idrogeno e contiene idrocarburi a catena semplice e ciclica. Il syngas ha un minor potere calorico dei comuni combustibili fossili ma possibile utilizzarlo direttamente senza starter. Il risultato energia in forma meno inquinante se comparata a quella prodotta da combustibili di origine fossile.La riduzione esponenziale di carichi inquinanti non ottenuta aggiungendo filtri o dispositivi pi o meno complessi, ma semplicemente eliminando all'origine la fonte dell'inquinamento. Le molecole pericolose e inquinanti che sono pi pesanti dell'idrogeno, carbonio e ossigeno, non vengono trasformate in gas ma restano alla stato solido e vetrificate alla fine del processo di trasformazione molecolare. Non ci sono ceneri, nano-particelle, fumi incombusti, diossine, furani o quanto altro che si liberano in atmosfera alla fine del ciclo di trasformazione. Ovviamente il processo per essere ambientalmente sostenibile come descritto, tecnologicamente raffinato e richiede un controllo di gestione e l'uso di macchinari ben pi sofisticati di un semplice inceneritore o forno.

2.1Limpianto Piro-distil-gasogeno Il Piro-distil-gasogeno un impianto innovativo e brevettato. Sua fondamentale funzione rappresentata dalla capacit di gassificazione di rifiuti organici, come biomasse (legname, arbusti, fibre vegetali, fanghi organici essiccati, sanse di oliva, vinaccioli, residui vegetali dalle trasformazioni industriali, strato essiccato del sottobosco, sterco animale essiccato, scarti di macellazione, filati, cuoio, ecc.), gomma (pneumatici esausti), plastiche varie, pet, polietilene, Fluff, ecc.

2.2Materiali trattati Gli impianti di piro-gassificazione sfruttano una elevata tecnologia attraverso la quale possibile produrre gas di sintesi o syngas da utilizzare in gruppi di cogenerazione per la produzione congiunta di energia elettrica e termica con alti rendimenti.

I materiali che i nostri impianti possono trattare sono molteplici e di natura sia organica che inorganica,quali: Scarti di forestazione,cippato di legno,provenienti da filiera corta o da produzione propria Plastica Forsu(frazione organica rifiuti solidi urbani) Pneumatici e gomma Scarti agricoli organici e inorganici,scarti industriali organici e inorganici,carni e letami .

Possono essere trattati rifiuti e scarti organici diversi tra cui:PolietilenePolipropilene PolistireneCloruro di vinileButadiene isoprene Gomma di caucciGomma SRBGomme sinteticheGommePneumaticiPoliammide (nylon)PoliesteriPoliacrilici (plexiglas)Pet Oli di sintesi Scarti di lavorazione oliSolventi e scarti di vernici CDR LegnoCellulosa PastaCarta cartoneBiomasse secche e verdiParte umida RSUScarti di raffinazione petrolio RSU come raccoltaRifiuti ospedalieri eccetto lastre Liquami variScarti di macellazioneResti biologiciScarti di lavorazione agricolaScarti di lavorazione industriale

2.3Cosa e cosa si ottiene dalla gassificazioneLa gassificazione consiste nel distillare a secco ed ad alta temperatura, oltre ai prodotti succitati, altre tipologie di materiali, allo scopo di ottenere una miscela di gas chiamata Singas o Gas Sintetico (CH4+CO+H2-CO2) con una potenza termica di 5-8.000 kcal/m3, praticamente assimilabile al CH4 (metano ). Tale procedimento permette inoltre di ottenere una discreta quantit di alcool metilico come (CH3OH) assimilabile alla benzina verde. Alla fine del processo sar possibile ottenere un composto carbonioso simile alla carbonella ricavata dal legno, che in base al tipo di materia gassificata avr le caratteristiche inerenti. Principale caratteristica del composto ottenuto rappresentata dalla sua propriet di ottimo combustibile, in quanto carbonio al 90-98 % . Nella maggioranza dei casi esso diventa carbone attivo e pertanto pu essere commercializzato come tale. In alternativa, se non lo si vuole commercializzare o impiegare per i vari usi a cui si presta, potr essere impiegato come combustibile per il processo. Solitamente il pirodistilgasogeno presenta delle dimensioni piuttosto voluminose; tuttavia esso pu essere realizzato anche in esemplari di dimensioni pi ridotte. Ci consente di poterlo ottenere anche a costi decisamente pi contenuti e di rapido ammortamento. La resa del pirodistilgasogeno viene stimata con valori di massima; ci per il fatto che il parco prodotti da inserire estremamente vario. E' comunque nostra volont cercare di prevedere una produzione di gas ed idrocarburi che si avvicini il pi possibile alla realt, in modo tale da evitare di sovrastimare e, di conseguenza, rendere poco indicativi i dati forniti. Il pirodistilgasogeno nato dall'esperienza del primo gasogeno (targato 1981) denominato BCS ed stato pensato e realizzato allo scopo di soddisfare le esigenze dei nostri giorni, prima fra tutte quella legata alla possibilit di ottenere energia a basso costo, realizzata da macchine alla portata non solo di enti governativi ma bens anche di privati cittadini. Operiamo nell'ottica del miglioramento continuo e del perfezionamento dei propri sistemi, senza perdere mai di vista il chiaro obbiettivo di realizzare macchinari capaci non solo di soddisfare le esigenze attuali, ma anche di anticipare quelle future; tutto questo unito alla ricerca di macchine sempre pi funzionali e redditizie. 2.4Il gas di pirolisi I principali benefici dell'utilizzo del gas di pirolisi per la produzione di energia sono: La diminuzione della dipendenza dai combustibili fossili, con un effetto positivo anche sulla bilancia dei pagamenti grazie alle riduzioni di importazioni dei combustibili. Il rispetto della Direttiva Europea che consiglia la minimizzazione del ricorso al trasporto su ruote, riduzione dell'inquinamento, miglioramento della qualit ambientale e di vita senza ricorso a politiche troppo rigide nei tagli, pur doverosi, dei consumi. L'aumento dell'occupazione (un impianto pirolitico da 3,5 MWh nominali con un potenziale di conferimento di 120 t/d di CDR prevede circa 12 addetti).Il gas di pirolisi si rivela una fonte energetica pulita e sostenibile in grado di offrire una valida alternativa in termini di risorsa energetica per la comunit, per l'ambiente e per l'economia.

"Lo sfruttamento della risorsa biomassa per la produzione di biogas va vista pi che come un costo come un'opportunit per una politica di diversificazione delle fonti energetiche"

E' universalmente accettato che i combustibili fossili sono limitati e che non saremo in grado di mantenere per sempre i livelli di sfruttamento energetici attuali. Tali considerazioni stanno spingendo i paesi industrializzati alla ricerca di soluzioni alternative. Una di queste lo sfruttamento delle biomasse agricole (colture dedicate, scarti dell'agricoltura, scarti dell'industria di trasformazione dell'agro-industria) e di reflui zootecnici (liquami e letame suino, bovino, avicolo etc.) che attraverso il processo di digestione anaerobica vengono convertiti in biogas interamente utilizzato per la produzione di energia. Mentre le fonti fossili si sono formate nel corso di milioni di anni, il tempo di sfruttamento della biomassa attraverso digestione anaerobica, paragonabile al suo tempo di rigenerazione. L' apporto di CO2 all'atmosfera complessivamente nullo, dato che la quantit liberata nei processi di conversione energetica la stessa impiegata per la crescita della pianta. Si pensi che per ogni KWh di energia elettrica prodotta da tale processo, vengono risparmiati 200g di CO2, senza contare che organici abbandonati liberano CH4, il quale gas ha un effetto serra di circa 20 volte superiore alla CO2. Il contesto socio-economico che favorisce lo sviluppo di questa tecnologia il seguente: Incremento della domanda mondiale di energia pulita Richiesta di riduzione di CO2 e altri gas serra Incremento esponenziale del prezzo dei combustibili fossili Richiesta di autosufficienza energetica

2.5Il vantaggio economicoIl consistente vantaggio nell'installare un impianto di questo tipo risiede fondamentalmente nell'utilizzo di materiali di facile reperibilit secondo le potenzialit del cliente, trattandoli e sintetizzandoli come vettore energetico per la produzione di energia elettrica e termica. L'impianto ha un impatto sulla produzione di energia talmente consistente che il ritorno economico dell'investimento in base al tipo di materiale utilizzato va da 1,9 a 3 anni,e gode per 15 anni degli incentivi GSE (fino a 0,21euro/kwh).E' inoltre doveroso porre l'attenzione sul notevole risparmio dovuto al costo dello smaltimento degli scarti di produzione agricola e industriale che l'azienda dovrebbe sostenere.

2.6Componenti dell'impiantoL'impianto di serie, oltre al pirodistilgasogeno, comprende diverse altre macchine, a seconda delle esigenze, adatte sia alla preparazione dei materiali a monte del processo, sia alla lavorazione e trasformazione a piacere delle materie prime ricavate dal processo.Ecco alcune macchine componenti: 1. Turbo alambicco: da utilizzare nel processo di separazione dei gas saturi dagli idrocarburi (liquidi e solidi come il catrame nonch lH2O che in secondo tempo vengono separati) 2. Raffinatore del gas: questa macchina serve per la pulitura dei gas, i quali cederanno tutto il particolato e le micro polveri nonch buona parte dello zolfo contenuto nei medesimi, per renderli idonei alluso nei motori endotermici. 3. Compressore: serve per veicolare i gas e inserirli in un serbatoio per lo stoccaggio. 4. Separatore dei liquidi e dei solidi: questa macchina serve per separare il CH3OH dal catrame e dallH2O e a travasarli ognuno nel suo contenitore. 5. Raffinatore per CH3OH: per rendere la benzina idonea 6. Propulsore gasogeno mod. BCS : serve per produrre lenergia termica per il processo di gassificazione. La sua potenzialit varia in base alla potenzialit dellimpianto. 7. Caricatore per materiali da gassificare. 8. Caricatore per propulsore: il propulsore (BCS) pu funzionare anche con materiali diversi dai materiali da gassificare. 2.7Descrizione dellimpiantoLimpianto di pirogassificazione un assemblato di macchinari e reattori collegati tra loro in modo da realizzare lobiettivo prefissato.Il cuore dellimpianto la camera calda del reattore dove si verificano le reazioni principali ed costituito da 2 camere cilindriche concentriche fra loro: A. una interna di acciaio ad alta resistenza in cui si verificano le reazioni descritte B. ed una esterna, che permette di convogliare i gas di sintesi al sistema di raffreddamento ed ai successivi processi. Il cilindro esterno sar anche rivestito esternamente da pannelli refrattari di sufficiente spessore per permettere un sufficiente isolamento termico. Il reattore anche dotato di valvola di sicurezza sulla parte superiore e di guardia idraulica per lo scarico sul fondo. Inoltre per facilitare le operazioni di spegnimento, possibile immettere nel sistema un flusso di azoto, le cui bombole saranno stoccate a bordo impianto.Le successive sezioni dell'impianto hanno lo scopo di raffreddare e purificare la miscela gassosa ottenuta nel reattore e sono: Scambiatore aria/fumi dotato di collettore di raccolta condensa al fondo, tubi alettati e ventola sufficientemente dimensionata Torre di lavaggio con soluzione a pH basico e corpi di riempimento Unit deumidificante Motore endogeno (con i filtri in dotazione)Per le fasi di avvio, o in caso di necessit, l'impianto anche dotato di una torcia con fiamma pilota in cui poter convogliare e bruciare i gas prodotti dal reattore by-passandoli dalle altre sezioni.Questa tecnica di sfruttamento energetico delle biomasse naturali permette un'importante valorizzazione energetica minimizzando i rischi di inquinamento e d'impatto ambientale rispetto alle tecniche di incenerimento. Data la relativa omogeneit della materia prima utilizzata possibile calibrare il sistema per poter ricavare un ottimo potenziale energetico pur conservando le esigenze ecologiche fondamentali in questo tipo di applicazioni. Nel processo di pirolisi le molecole delle sostanze organiche vengono trasformate in elementi pi semplici. I prodotti della reazione sono:idrocarburi solidi, liquidi gassosi. Le tre frazioni sono sempre presenti come risultato del processo, possibile incrementare la resa di una di esse selezionando opportunamente le condizioni del processo quali: la temperatura finale di reazione; la velocit di riscaldamento della biomassa; il tempo di residenza del materiale alla temperatura di reazione; la dimensione e la forma fisica della biomassa da trattare;Il controllo della rapidit del processo permette di massimizzare nella reazione la formazione delle frazioni pi leggere (liquidi e gas; pirolisi veloce, a temperature pi elevate) o pesanti (char e liquidi: pirolisi lenta).La pirolisi un processo che complessivamente richiede lapporto di calore dallesterno; tale energia ottenibile per combustione di parte del gas di pirolisi.Le pi comuni modalit di esecuzione del processo di pirolisi sono: la pirolisi convenzionale, a temperature moderate minori di 600 C, con moderati tempi di reazione; da cui si ottengono approssimativamente le tre frazioni in uguale proporzioni; la carbonizzazione, il pi antico e conosciuto processo di pirolisi, che avviene a temperature comprese tra i 300 e 500 C. Da tale processo si recupera solo la frazione solida (carbone vegetale), per cui si procede in modo da minimizzare le altre frazioni; la fast pirolisi, a temperature relativamente basse (da 500 a 650 C), in cui le reazioni della gassificazione avvengono velocemente e con tempi di contatto brevi in modo da ridurre il riformarsi di composti intermedi, favorendo la produzione della frazione liquida fino al 70-80% in peso della biomassa in entrata; la flash pirolisi, realizzata in modo da mantenere gli stessi tempi di contatto della fast pirolisi, ma a temperature superiori a 700 C e con tempi di contatto inferiori ad 1 secondo, in modo da favorire la produzione di una frazione liquida intorno all80% in peso della biomassa in entrata, ma con una variazione di composizione pi ristretta.

Praticamente con il processo di pirolisi si trasforma un combustibile a bassa densit energetica (3.000-4.000 kcal/kg) in un altro a pi elevato contenuto energetico specifico (8.000-10.000 kcal/kg), riducendone di conseguenza i costi di trasporto. Il processo di gassificazione richiede calore, fornito completamente o parzialmente dallossidazione parziale che si svolge allinterno dellambiente di reazione.A differenza dei processi di combustione diretta, nei quali si ricerca lutilizzo immediato dellenergia termica, nella gassificazione lattenzione focalizzata nella trasformazione del rifiuto in combustibile gassoso.Le tipologie di reattori utilizzati sia per la pirolisi che per la gassificazione sono principalmente: a letto fisso, a letto mobile, a letto fluido, a tamburo rotante.

Lo smaltimento dei rifiuti tramite pirolisi o gassificazione risulta economicamente e ambientalmente interessante nel caso di rifiuti omogenei (es: rifiuti agricoli e forestali).Per il trattamento di rifiuti urbani, e alcune tipologie di rifiuti industriali, sono state sviluppate tecnologie complesse che combinano due o pi processi (combustione, pirolisi, gassificazione, vetrificazione). In tal modo si possono privilegiare obiettivi differenti, in base alla condizione specifica: ad esempio la valorizzazione energetica, o lottenimento di materiale inerte riutilizzabile, o il recupero del gas.

Limpiego del gas prodotto nei processi di pirolisi o massificazione pu essere di tipo: termico: combustione diretta in caldaie, dopo depurazione non spinta elettrico: utilizzo in unit di generazione elettrica (turbina, motore a combustione interna), dopo trattamenti di depurazione pi complessi, per la presenza di particelle solide, gas acidi e alcalini, frazioni condensabili chimico: come materia prima per sintesi chimiche.Le caratteristiche peculiari di questi impianti sono da ricercarsi sulrispetto per l'ambiente, sulla flessibilit nel gestire insieme o separatamente diversi tipi di rifiuti, da quelliospedalieri al CDR (combustibile derivato dai rifiuti), da quellipericolosi, sia liquidi che solidi, a quelli industriali.Una ulteriore caratteristica positiva di questo tipo di impianti il loroessere modulabili, caratteristica che li porta, a differenza degli inceneritori tradizionali, a lavorare dal 30% al 100% della loro potenza nominale, assicurando in tal modo al gestore la possibilit di smaltire senza difficolt eventuali variazioni stagionali nel flusso dei rifiuti.

3.1 Le Emissioni in AtmosferaDurante il processo di dissociazione molecolare non vi sono emissioni in atmosfera in quanto si tratta di un processo di trasformazione realizzato in ambiente sigillato.Limpianto di per s non ha emissioni verso lesterno; infatti tutto il processo avviene allinterno di camere chiuse in cui viene immessa una quantit di aria controllata, e quello che esce dalla camera un gas di sintesi, costituito da composti gassosi creatisi per reazione solido/aria a spese di calore interno al prodotto caricato. Come in tutti i processi di trasformazione in gas, il SynGas rappresenta il prodotto utile del processo, contenente al proprio interno, sotto forma di energia potenziale, una parte dellenergia che era contenuta nel solido caricato nel sistema. Pertanto ci che esce in fase gassosa non va disperso in atmosfera in quanto rappresenta loggetto della lavorazione, da utilizzare successivamente nelle varie possibili trasformazioni aventi lo scopo di produrre energia. Tutto ci che viene separato dal gas durante la fase di purificazione in fase solida o liquida (catrami ed idrocarburi pesanti, particelle solide varie) e viene riportato indietro in fase di gassificazione per lulteriore recupero energetico come gas utile. Lemissione gassosa in atmosfera viene quindi rimandata ad una fase successiva in cui si ha lutilizzo del gas di sintesi in una delle tante tipologie di macchine per la produzione di energia.Il gas che arriva alla macchina ha caratteristiche di pulizia simili a quelle del gas metano, o altro gas naturale correntemente usato nelle applicazioni industriali e civili, e va in macchinari ed impianti omologati secondo le normative europee, e quindi in grado di rispettare per le emissioni i parametri di legge previsti da queste. Da notare che questo tipo di impianti, per poter funzionare correttamente, richiede delle specifiche qualitative del gas in ingresso molto restrittive, quindi leffettuare un trattamento di pulizia efficace diventa una esigenza di processo oltre che di rispetto dellambiente. Il SynGas, prodotto dalla dissociazione molecolare, pu contenere alcuni prodotti secondari quali HCl, H2 S, NH3 che sono abbattuti in appositi sistemi di filtraggio.3.2Ceneri: Poich tutto il materiale a base di carbonio si trasforma in gas, biodiesel e vapore acqueo, resta un residuo solido costituito da sali minerali, metalli e vetro. Le ceneri sono esenti da residui carboniosi, inoltre la bassa temperatura di lavorazione evita che le stesse vengano contaminate da metalli fusi. Nei casi in cui si carichi esclusivamente biomassa di origine vegetale le ceneri sono costituite da sali minerali che possono essere riutilizzati in agricoltura per larricchimento dei terreni in sali.3.3Diossine: Lambiente di dissociazione molecolare, estremamente avverso alla formazione di diossine. Le diossine si formano come combinazione tra componenti organici con anelli aromatici e cloro; nella camera di dissociazione, lambiente povero di ossigeno e ricco di idrogeno dal quale il cloro viene sequestrato dando origine alla formazione di acido cloridrico (HCl).3.4Ossidi di Azoto: Lambiente dissociazione molecolare dei rifiuti molto sfavorevole per la formazione degli Ossidi di Azoto (NOx), in quanto nella camera di dissociazione lambiente povero di ossigeno ed noto che gli Ossidi di Azoto provengono in buona parte dalla combinazione dellazoto che si trova nellaria con lossigeno.3.5Polveri: La dissociazione molecolare un processo molto lento, allinterno del quale non vi ne materiale in movimento ne fiamme che possano produrre le turbolenze necessarie alla generazione ed al sollevamento di polveri.3.6Metalli: Le basse temperature del processo di dissociazione molecolare non sono normalmente sufficienti ad evaporare i metalli. La gran parte dei metalli a 400C non raggiungono neppure il loro punto di fusione rimanendo praticamente inalterati durante il processo.Limpianto piro-distil-gassogeno assolutamente eco-compatibile non producendo n polveri n diossine.4.1 Dimensioni dellimpiantoUn impianto di Dissociazione Molecolare, essendo costruito con una tecnologia modulare, pu avere dimensioni estremamente variabili, ed essere in grado di soddisfare le esigenze di piccole e grandi realt.Un impianto per lo smaltimento di 60 ton/giorno (circa 50.000 abitanti) di rifiuto solido urbano, pu essere realizzato su un area non superiore ai 2500 mq e produrre contemporaneamente 46 GWh elettrici e 56 GWh termici allanno, grazie ai quali pu garantire un tempo di ritorno dellinvestimento che va dai 3 ai 5 anni.

I vantaggi legati alla possibilit di avere un impianto energeticamente efficiente, multi combustibile, dimensionabile e scalabile in funzione delle esigenze consente: di avere conti economici dimpianto che producono un cash flow positivo di poter gestire sia rifiuti che biomasse di diminuire in modo consistente i costi ed il traffico legati al trasporto dal luogo di raccolta a quello di smaltimento del materiale organico di dimensionare limpianto in funzione delle esigenze reali di rendere effettivamente utilizzabile, dal punto di vista energetico, non solo lenergia elettrica, ma anche lenergia termica prodotta dal sistemaIl basso impatto ambientale e le dimensioni ridotte consentono in oltre la possibilit di posizionare limpianto nelle vicinanze di strutture a cui cedere il calore residuo legato al processo di trasformazione elettrico (piscine, palestre, scuole, edifici pubblici o aziende).

4.2Schema a blocchi di un impianto

Per la realizzazione di un impianto di pirolisi, partendo dallo scarico dei rifiuti dal camion alla produzione dellenergia elettrica occorre un capannone di copertura di circa 100 x 40 mq. I serbatoi di stoccaggio gas, inerti e metalli possono essere anche esterni.Area entrata automezziAspiratore Depuratore ambienteVasca ricevimento RSURotaie carro ponteMacinatore RSUVasca ricevimento macinato RSUEssiccatoreDepuratore vapori essiccatoreRaggio raschiante per caricoCisterna olio di sintesiNastro servizio raggioSilos carbone di risultaCaricatore DCSVasca acqua di raffreddamentoSeparatore acqua/olioAlambiccoImpianto di piro-distil-gasogenoNastro e container inertiNastro e container ferroNastro e container alluminioSerbatoio singasGruppo elettrogeno a gasGruppo elettrogeno dieselSala gruppo elettrogeniOfficina di manutenzioneSala del PDGNellarea (1) avviene lo scarico del RSU indifferenziato. Si pu prevedere una fase di preselezione dei prodotti per la differenziata, altrimenti come messo in evidenza possiamo trattare un prodotto non omogeneo. La vasca (3) adibita alla raccolta del rifiuto. Se limpianto stato calcolato in modo appropriato il tempo di permanenza del rifiuto in vasca realmente ridotto. Il prodotto passa attraverso il macinatore (5) dove viene ridotto in dimensioni, trasferito nella vasca di (6) ricevimento macinato e inviato nellessiccatore (7). Un braccio raschiante (9) provveder a trasportare il prodotto tramite un nastro trasportatore (11) dentro il generatore (17) di pirolisi, provvisto di un sistema di movimentazione, dove il prodotto avr un tempo di permanenza di 60 minuti, tempo necessario ad avere le reazioni chimiche di trasformazione del prodotto.A fine trattamento avremo la sintesi dei prodotti solidi stoccati in (18) container inerti, (19) container ferro, (20) container alluminio, dei prodotti liquidi (12) e gassosi (21). on il carbone di sintesi possiamo alimentare limpianto, produrre calore per lessiccatore e per il generatore, mentre con il biodiesel e il syngas possiamo alimentare i gruppi elettrogeni (22) e (23).

4.3 Soluzione ImpiantisticaLa soluzione impiantistica prevede la realizzazione di un sistema per la produzione di SynGas attraverso la tecnologia della Dissociazione Molecolare, ed il suo successivo utilizzo, dopo un adeguato trattamento in sistemi di filtrazione, finalizzato alla produzione di energia Elettrica e Termica.Il sistema composto da 4 sezioni:1 Un gruppo di celle di Dissociazione Molecolare2 Un sistema per il filtraggio del SynGas3 Un sistema di produzione di energia4 Un sistema elettronico di controllo

Sistemi per trattamento rifiuti urbaniPirolisi

Impianto pirodistilgassogenoPag. 3 di 33

Codice:Rif.PiroRSURev. 1.1 del 18-03-20135.1 Test di disgregazione e riproduzione molecolare con sistema diPiro-distil-gasogeno su vari materiali1. Prodotto immesso: fanghi industriali a produzione tessile. Quantit: grammi 3.000Durata processo: (minuti 110) Prodotti ricavati: 1)grammi 1.715 di idrocarburi2) grammi 370 Singas 3)grammi 915 Carboni attivi

2. Prodotto immesso: farina di carne, grassi animali Quantit: g. 900 farina di carne + g. 600 grassi (strutto) totale g. 1.500 Prodotti ricavati: 1)grammi 870 Idrocarburi 2)grammi 345 Singas 3)grammi 255 Carboni attivi 4)grammi 30 Acqua

3. Prodotto immesso: Scarti di macelleria (ossa fresche) Quantit: g. 5.000 di ossa Durata processo: (minuti 120) Prodotti ricavati: 1)grammi 2.580 Idrocarburi 2)grammi 670 Singas 3)grammi 1.300 Carboni attivi 4)grammi 450 Acqua

4. Prodotto immesso: Fluff di macinazione automobili Quantit: 1.000 g di materiale derivante dalla triturazione di automobili Composizione del materiale: Gomma, plastiche di varie tipologie, stoffe residui metalliciProdotti ricavati: 1)grammi 350 Idrocarburi2)grammi 200 Singas 3)grammi 350 Carboni attivi 4)grammi 100 di metalli

5. Prodotto immesso : gamba e fogliame di granoturco seccoQuantit: Grammi 1.000 considerato seccoProdotti ricavati: 1)grammi 349 Singas 2)grammi 1 CH3.OH 3)grammi 280Carboni attivi 4)grammi 370 Acqua

6. Prodotto immesso : trinciato di mais verde Quantit: Grammi 2.000Prodotti ricavati: 1)grammi 150 Idrocarburi 2)grammi 590 Singas 3)grammi 210Carboni attivi 4)grammi 1.050 Acqua

7. Prodotto immesso: pollina da ovaioleQuantit: grammi 2.373 il secco pari a grammi 1.741Prodotti ricavati: 1)grammi 400 Idrocarburi 2)grammi 500 Singas 3)grammi 841Carboni attivi 4)grammi 632 Acqua8. Prodotto immesso: pollinaQuantit: grammi 2.000Durata processo: (minuti 60) Prodotti ricavati: 1)grammi 142 Idrocarburi 2)grammi 399 Singas 3)grammi 784Carboni attivi 4)grammi 675 Acqua

9. Prodotto immesso: sterco di bovino Quantit: grammi 3.000 di sterco filtropressato Prodotti ricavati: 1)grammi 179,58 Idrocarburi2)grammi 1.567,02 Singas 3)grammi 713,4 Carboni attivi4)grammi 540 Acqua

10. Prodotto immesso: buccia di frutto brasiliano Cayu Quantit: grammi 1.000Durata processo: (minuti 30) Prodotti ricavati: 1)grammi 140 Idrocarburi 2)grammi 315 Singas 3)grammi 280 Carboni attivi 4)grammi 265 Acqua

11. Prodotto: Bucce di pomodoro da lavorazione industrialeQuantit: grammi 3.500Durata processo: (minuti 110) Prodotti ricavati: 1)grammi 398 Idrocarburi 2)grammi 641 Singas 3)grammi 196 Carboni attivi 4)grammi 2.265 Acqua

12. Prodotto immesso: segatura di legno di abeteQuantit: grammi 1.500Prodotti ricavati: 1)grammi 60 Idrocarburi 2)grammi 550 Singas 3)grammi 350 Carboni attivi 4)grammi 540 Acqua

13. Prodotto immesso: rifiuto da pulper da cartieraQuantit: grammi 1.000Prodotti ricavati: 1)grammi 152 Idrocarburi 2)grammi 338 Singas 3)grammi 220 Carboni attivi 4)grammi 290 Acqua

14. Prodotto immesso: lattosio disciolto in acqua al 20% Stato iniziale composizione colore gialloQuantit: grammi 1.000 Acqua 80% Secco 20%Prodotti ricavati: 1)grammi 20 Idrocarburi 2)grammi 132 Singas 3)grammi 48 Carboni attivi 4)grammi 800 Acqua

15. Prodotto immesso: mix plastiche gomma legno stoffa Quantit: grammi 2.500Durata processo: (minuti 70) Prodotti ricavati: 1)grammi 1.076 Idrocarburi 2)grammi 612 Singas 3)grammi 812 Carboni attivi 16. Prodotto immesso: sacchi di jutaQuantit: grammi 1.700Prodotti ricavati: 1)grammi 128 Idrocarburi 2)grammi 706 Singas 3)grammi 272 Carboni attivi 4)grammi 594 Acqua

17. Prodotto immesso: sfrido di gommaQuantit: grammi 1.500Temeratura processo: (800 C) Prodotti ricavati: 1)grammi 320 Idrocarburi 2)grammi 10 Singas 3)grammi 1.170 Carboni attivi

Prodotto immesso: RSU lavorato in isola ecologicaQuantit: grammi 1.000Prodotti ricavati: 1)grammi 200 Idrocarburi2)grammi 200 Singas 3)grammi 300 Carboni attivi 4)grammi 100 di metalli 5)grammi 200 acqua

Tabella riepilogativa rapportato ad un chilogrammo di prodotto immesso nel pirolisi:

Prodotto IdrocarburiSingasCarboniMetalliAcqua

fanghi 571124305////

farina carne 580230170//20

ossa 51613426090

mac. auto 350200350100//

scarti mais //350280//370

trinciato mais 75295105//525

pollina ovaiole 169211354//266

pollina 71200392//337

sterco bovino 60522238//180

buccia Cayu 140315280//265

bucce pomodoro 11418356//647

segatura abete 40367233//360

rifiuto cartiera 152338220//290

lattosio + H2O 2013248//800

mix plastiche 430245325////

sacchi di juta 75415160350

sfrido di gomma 2137780

RSU 200200300100200

5.2Esempio di impianto alimentato a cippato di legno KW 900Essendo un materiale di facile reperibilit,prendiamo in considerazione un impianto che utilizza come vettore energetico il cippato di legno.il materiale pretrattato a determinati valori di umido(25%),viene inserito nel Pirogassificatore nel quale avvengono i processi di sintesi e di produzione del gas.Il gas subisce un processo di filtraggio e pulizia ed pronto per essere utilizzato come combustibile per la cogenerazione.Un impianto da 900kW necessita di 1.125 kg/h di cippato di legno,pu marciare ad un regime di 7.500 ore l'anno,per una produzione di energia elettrica pari a 6,8Gwel ed energia termica pari a 10Gwth. Tutto ci si trasforma in una redditivit di impianto prossima ai 2 milioni di euro l'anno.

5.3Descrizione del processoLa biomassa (con il 15-20% di umidit massima in ingresso) ridotta in pezzatura 30/50 mm viene inviata nel reattore dalla parte alta del gassificatore ove vi un gradiente di temperatura e la possibilit di aggiungere una miscela d'aria con un flusso regolabile. Questa quantit controllata di comburente ha lo scopo di innescare e condurre le reazioni d'ossidazione che forniscono l'energia sufficiente per il proseguo della dissociazione termica. Questo processo termico degradativo determiner, a regime, una fase gassosa energetica, una solida mineralizzata ed una fase liquida anche se in quantit molto minori.Alluscita del reattore di pirogassificazione, il gas prodotto ha ancora una temperatura relativamente elevata ed il suo contenuto entalpico dovr essere abbassato per mezzo di uno scambiatore aria/fumi. Con l'ausilio di un ventilatore sufficientemente dimensionato ed una serie di condotte alettate, si porter la temperatura di uscita dei gas intorno ai 80-65C. Il calore cos sottratto potr essere in parte utilizzato ad esempio per essiccare il serbatoio di stoccaggio della biomassa di alimentazione. Eventuali gas condensati e contenute quantit di tar, che si possono formare in questo processo di scambio termico, vengono raccolti in un recipiente di spurgo posizionato nei collettori di distribuzione dello scambiatore. Altre eventuali impurezze ulteriormente trascinate al successivo stadio, subiranno uno stadio di purificazione in una torre di lavaggio. I gas raffreddati, infatti, ma con residui di impurezze, vengono introdotti e lavati con acqua basica a pH 8-10 (basico per NaHCO3, NaOH, CaO, DEA, altri ancora in base alla disponibilit) in uno scrubber dotato di elementi di riempimento per aumentare la superficie di scambio e provvisto della circolazione del liquido di lavaggio per mezzo di una pompa. La soluzione di lavaggio raccolta nel serbatoio sottostante, provvede anche ad abbattere gli ultimi residui di particolato trascinato dai gas e poich nel tempo si arricchisce di inquinanti; sar necessario provvedere al trattamento periodico del refluo od ad organizzare il conferimento. Infine il gas raffreddato e purificato nelle modalit appena descritte, passer ancora in un ulteriore unit di deumidificazione ad alta capacit assorbente per rendere ottimale la miscela combustibile al motore endogeno. I processi vengono controllati nelle varie parti con termocoppie, trasduttori di pressione, misuratori di flusso ed un analizzatore di gas per rivelare la percentuale di CO o di altri gas se necessario (CH4, CO2, O2, H2, ecc.).

6.1Business Plane per la realizzazione e la gestione di un impianto per il trattamento RSU con sistema a pirolisiIl rendimento di un impianto di pirolisi elevato ma variabile nella sua determinazione, infatti sono molteplici le voci che determinano una sintesi economica.Elementi per la determinazione dei ricavi sono: Dimensione dellimpianto Tipologia di rifiuti conferiti (potere energetico del rifiuto) Prezzo di mercato di conferimento RSU Produzione energia elettrica Prezzo di mercato energia elettrica Certificati verdi (costituiscono un incentivo nella produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili) Certificati bianchi o titoli di efficienza energetica (riconosciuti agli impianti con rendimento superiore al 45%) Certificati blu (riconosciuti agli impianti che rispettano il Protocollo di Kyoto nelle emissioni di gas ad effetto serra in atmosfera)

Le principali voci di ricavo di un impianto sono: Energia elettrica Energia termica Certificati verdi - bianchi - blu Produzione syngas Produzione biodiesel Produzione carbonella Recupero materiali ferrosi Recupero alluminio Recupero inerti Recupero acqua

6.2Dimensione impiantoPer determinare in modo appropriato e preciso il costo di un impianto PDG occorre innanzi tutto conoscere in modo attendibile la quantit di rifiuto da trattare, in modo da decidere la portata dellimpianto. Per avere un ordine di grandezza con cui iniziare un discorso di fattibilit si sceglie un impianto PDG4 atto a trattare 4 ton/ora.

Ton/oraTon/giornoTon/anno

49635.040

Un impianto per lo smaltimento di 100 ton/giorno adatto per una popolazione di circa 85.000 abitanti che effettui una differenziazione del rifiuto e produca quindi un RSU procapite di 1,2 Kg.

6.3Calcolo Costi Capannone Un impianto atto a trattare 120 ton/ora necessita di un capannone di circa 4.000 mq per la realizzazione. Non ci sono vasche di stoccaggio in quanto il prodotto conferito viene scaricato dai camion direttamente nella vasca di ricevimento rifiuti.

OpereCosti in Euro

Acquisizione terreno 20.000mq 300.000,00

Consulenza geologica + progetto 280.000,00

Opere di sterro 95.000,00

Getto fondamenta 220.000,00

Pareti perimetrali 260.000,00

Copertura tetto 270.000,00

Infissi portoni 90.000,00

Impianto elettrico + idrico 150.000,00

Opere primarie strade illuminazione 240.000,00

Recinzione 35.000,00

Realizzazione uffici 300.000,00

Arredi uffici 100.000,00

Varie 60.000,00

Totale 2.400.000,00

6.4Calcolo Costi Impianto

Opere Costi in euro

Opere murarie scivoli vasche ecc.. 90.000,00

Comparti di pirolisi nr. 4 22.000.000,00

Silos stoccaggio metalli ferrosi ed alluminio 60.000,00

Silos stoccaggio inerti 30.000,00

Silos stoccaggio syngas 30.000,00

Silos stoccaggio biodiesel 30.000,00

nr. 4 Gruppi elettrogeni a gas 6.500.000,00

nr. 4 Gruppi elettrogeni a diesel 6.500.000,00

Totale 35.240.000,00

6.5Calcolo Costi AddettiLimpianto completamente automatizzato, non necessita di personale addetto al funzionamento, ma sono previsti degli addetti alla sorveglianza

Personalemensileannuo 13 mesi+ TFR + OneriNr. AddettiTotale

Direttore 3.600,0081.900,00181.900,00

Imp. Amministrativo 2.000,0045.500,00291.000,00

Imp. tecnico controllo 1.800,0040.950,004163.800,00

Operaio lavorazioni 1.650,0037.537,505187.687,50

Operaio manutenzioni 1.700,0038.675,005193.375,00

Guardia impianto 1.650,0037.537,505187.687,50

Totale 22905.450,00

6.6Tabella Riepilogo Costi

OpereCosti in Euro

Realizzazione Struttura 2.400.000,00

Impianto PRG 35.240.000,00

Addetti 5 anni 4.527.250,00

Totale 42.167.250,00

6.7Calcolo ricaviCosa si ricava dal rifiuto solido urbano di tipo europeo lavorato in isola ecologica tramite il Pirodistilgasogeno? Partendo da una tonnellata di rifiuto avremo:1. Kg 200 idrocarburi = kwe 8002. Kg 200 singas (m3 166 ) = kwe 6643. Kg 300 carbone/carbone attivo ( serve per il processo)4. Kg 100 metalli vari5. Kg 200 acqua ( avendo subito il trattamento a monte con essiccatoio)

Cosa si ricavaUn kg di idrocarburo rende 4 kwe = 11,6 kwt Un m3 di gas rende 4 kwe = 11,6 kwt Un kg di carbone rende 6.000 kcal (kwt 6,9) = kwe 1,72KWe = KW elettriciKWt = KW termici

Limpianto perci produrr a regime:

MaterieprimeResa da 1 ton. In Kg.Rendimento in Kw elettriciImpianto da KW/h Energia prodotta oraKW/h Energia prodotta al giornoKW/h Energia prodotta annua

4 ton/h

Idrocarburi20048003.200,0076.800,0027.200.000,00

Syngas2003,328002.656,0063.744,0022.576.000,00

Carbone3001,7212002.064,0049.536,0017.544.000,00

Metalli1004000

Acqua2008000

1.0001.0004.0007.920,00190.080,0067.320.000,00

6.8Calcolo ricavi Produzione Energia ElettricaSi supponga che tutta la carbonella prodotta sia utilizzata nellimpianto di essiccazione e nellimpianto di pirolisi per mantenere il processo, mentre si utilizza la produzione di syngas e biodiesel per generare Energia Elettrica tramite motori diesel collegati ad alternatori. La totale produzione oraria di:

2,6 Mega Watt dai motori a gas 3,2 Mega Watt dai motori diesel

per un totale di 5,8 MWatt/ora, per 8.500 ore allanno si otterr una produzione di circa 49.300 MWatt ceduta al prezzo di 0,21 per KW si ricaveranno:

10.353.000,00

6.9Calcolo ricavi Conferimento RSUIl costo del conferimento RSU varia da regione a regione e dipende da i vari accordi con i Comuni. Varia da un minimo di 70,00 /ton. ad un massimo di 220,00 / ton. Si confrontato il ricavo con tre differenti prezzi: 1. un valore basso 75,00 /ton2. un valore medio 130,00 /ton3. un valore alto 190,00 /ton

Considerando 4 ton/ora per 8.500 ore anno si ha un totale di 34.000 ton che moltiplicato per il ricavo a tonnellata avremo:

Tonnellate annue Conferito a 75 Conferito a 130 Conferito a 190

34.000 2.550.000,00 4.420.000,00 6.460.000,00

6.10Calcolo ricavi Produzione Energia TermicaDal ciclo di lavorazione si ottiene una produzione di Energia Termica che pu essere impiegata per teleriscaldamento per impianti tipo: palestre, piscine, abitazioni urbane, serre per la coltivazione di ortaggi. Dal raffreddamento dei motori si ricava acqua calda a 90C per 1,3 MCal/ora (per 4 motori) per 8.500 ore allanno si avr una produzione di 44.200 Mcal. Ceduta al prezzo di 0,10 per Kcal si ricaveranno:

4.420.000,00

Dallimpianto di pirolisi si produce vapore acqueo con una temperatura di circa 600 C che pu essere sfruttato in una turbina a vapore.

6.11Calcolo ricavi Recupero materie prime Dal ciclo di lavorazione vengono recuperati Metalli ferrosi Alluminio Acqua Materiale inertiQuesti possono essere riciclati e rivenduti, per esempio lacqua pu essere utilizzata nei cicli di lavorazione o eventualmente per irrigare serre di produzione ortaggi, mentre il materiale inerte pu essere utilizzato come fondo per strade. 6.12Calcolo ricavi riepilogo

Materie GiornalieroAnnualeRicaviTotale

Conferimento RSU 4 ton/ora34.00075 /ton2.550.000,00

Produzione Energia elettrica5,8 MW/ora49.3000,21 per KW10.353.000,00

Produzione Energia termica5,2 MW/ora44.2000,10 per KW4.420.000,00

Recupero metalli ferrosi 2%0,08 ton/ora64045 /ton30.600,00

Recupero alluminio 3%0,12 ton/ora1.008100 /ton102.000,00

Recupero inerti 5%0,2 ton/ora1.60025 /ton42.500,00

Totale 17.498.100,00

Abbiamo calcolato i valori di acquisizione RSU e di vendita delle materie prime utilizzando un coefficiente basso, esso dipende dalla zona e dalla regione. Il piano elaborato evidenzia un tempo di ammortamento molto veloce. stato calcolato il costo del RSU a 75/ton.Questo valore aumenta se si considera di trattare: I rifiuti ospedalieri (che devono subire una lavorazione e resi assimilabili ai rifiuti solidi urbani) Le gomme auto (hanno un alto rendimento) tutti quei rifiuti (tranne i radioattivi) considerati inquinanti

6.12Ipotesi piano di ammortamentoSi Consideri di stipulare un contratto leasing della durata di 5 anni per 40 milioni la quota trimestrale sar di circa: 2.200.000,00Considerando che occorrono circa 10 mesi per la realizzazione dellimpianto e altri due mesi per la sua messa a regime possiamo supporre che dopo il primo anno limpianto produrr utile mensile di circa: 1.458.175,00 Nr. RataValore ratatrimestraleRendimento impiantoUtiledi gestioneAndamento utile di gestione

12.200.000,000-2.200.000,00-2.200.000,00

22.200.000,000-2.200.000,00-4.400.000,00

32.200.000,000-2.200.000,00-6.600.000,00

42.200.000,000-2.200.000,00-8.800.000,00

52.200.000,004.374.525,002.174.525,00-6.625.475,00

62.200.000,004.374.525,002.174.525,00-4.450.950,00

72.200.000,004.374.525,002.174.525,00-2.276.425,00

82.200.000,004.374.525,002.174.525,00-101.900,00

92.200.000,004.374.525,002.174.525,002.072.625,00

102.200.000,004.374.525,002.174.525,004.247.150,00

112.200.000,004.374.525,002.174.525,006.421.675,00

122.200.000,004.374.525,002.174.525,008.596.200,00

132.200.000,004.374.525,002.174.525,0010.770.725,00

142.200.000,004.374.525,002.174.525,0012.945.250,00

152.200.000,004.374.525,002.174.525,0015.119.775,00

162.200.000,004.374.525,002.174.525,0017.294.300,00

172.200.000,004.374.525,002.174.525,0019.468.825,00

182.200.000,004.374.525,002.174.525,0021.643.350,00

192.200.000,004.374.525,002.174.525,0023.817.875,00

202.200.000,004.374.525,002.174.525,0025.992.400,00

Totale 44.000.000,0069.992.400,0025.992.400,00

6.13 Ipotesi piano di finanziamentoSchema Calcolo finanziarioEquity: valore rendita annuale per il numero di anni /2 = valore ottenuto (Netto di rendita reale)IRR: indice di redditivit reale escluso degli investimenti bancari superiore al 15%Pay back: ritorno dellinvestimento al netto degli investimenti bancariFinanziamento: 90% dellequityDurata investimento: anni programmati per il rientro del capitaleCondizioni: ci devono essere tutte le autorizzazioni necessarie affinch il progetto sia cantierabile

Calcolo ipoteticoCosto investimento: 35.000.000Rendimento annuale 15.000.000Equity: 15.000.000 * 10/2 = 75.000.000Pay back: 2 anni e 4 mesi dallinizio del finanziamento 3 anni e 6 mesi compreso il tempo necessario per costruire collaudare e certificare il funzionamento dellimpiantoIRR: 42,86% (costo investimento/ rendimento annualeFinanziamento massimo: 67.500.000Durata investimento progetto: 10 anni dallinizio del funzionamento impiantoAutorizzazioni e permessi: da verificare

Calcolo investimento in 10 anniCapitale residuo il valore del capitale iniziale meno le rate annuali pagateCapitale da restituire annualmente pari al 10% del capitale investito 3.500.000Quota utile investitore: Capitale residuo/equity 35.000.000/ 75.000.000 = Utile progetto il valore in euro che resta a chi fa il progetto

Capitale residuoCapitale da restituire% utile investitoreQuota utile investitoreTotale costo% utile ProgettoQuota utile progetto

1 Anno35.000.0003.500.00046,677.000.00010.500.00053,334.500.000

2 Anno31.500.0003.500.00042,006.300.0009.800.00058,005.200.000

3 Anno28.000.0003.500.00037,335.600.0009.100.00062,675.900.000

4 Anno24.500.0003.500.00032,674.900.0008.400.00067,336.600.000

5 Anno21.000.0003.500.00028,004.200.0007.700.00072,007.300.000

6 Anno17.500.0003.500.00023,333.500.0007.000.00076,678.000.000

7 Anno14.000.0003.500.00018,672.800.0006.300.00081,338.700.000

8 Anno10.500.0003.500.00014,002.100.0005.600.00086,009.400.000

9 Anno7.000.0003.500.0009,331.400.0004.900.00090,6710.100.000

10 Anno3.500.0003.500.0004,67700.0004.200.00095,3310.800.000

35.000.000 38.500.00073.500.000 76.500.000

Il calcolo pu essere fatto anche per 7 o 15 anni.

6.14Elenco autorizzazioniEscluso le autorizzazioni della certificazione della macchina per pirolisi servono:a) Autorizzazioni per Fabbricati + Terreni:Terreno Edificabile Industriale; Permesso di Costruire Capannone + Infrastrutture;Autorizzazione: ARPA; AUSL; WFF.; Soprintendenza per Vincoli Vari;b) Autorizzazione per Allacci alla Rete Servizi Autorizzazione ENEL per TICA; GAS; H20; Doganec) Autorizzazioni Istallazione per Smaltimento RifiutiAutorizzazione Regionale; Provinciale; Comunale; ARPA; AUSL; WFF; Soprintendenza per Vincoli Vari; Scarico in Fogna; VIA Ambientale; VIA Acustica.

Chi usufruir del progetto deve possedere il terreno idoneo a realizzare limpianto, le varie autorizzazioni per realizzare lopera. Ottenuti questi requisiti si pu accedere al finanziamento.

N.B. Per calcolare le dimensioni dellimpianto occorre conoscere quanto RSU utilizzato dallimpianto e a che prezzo viene venduto.Per calcolare il valore del finanziamento ed il suo rendimento occorre conoscere il valore dei certificati verdi che lo stato fornisce ed il costo di vendita della corrente elettrica.Riepilogo:Quantit RU mensile o annualeCosto del conferimento del rifiuto per tonnellataValore di vendita della potenza elettrica per MweValore di vendita della potenza termica per MwtEventuali altri incentivi.Impianto pirodistilgassogenoPag. 33 di 33

Codice:Rif.PIRLISRev. 1.1 del 11-07-2012