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Ordine degli Ingegneri della provincia di Siracusa Commissione Legislazione e Tutela Ambientale giovedì 9 gennaio 2014 Via Arsenale n.44 - 96100 Siracusa.

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1 Ordine degli Ingegneri della provincia di Siracusa Commissione Legislazione e Tutela Ambientale giovedì 9 gennaio 2014 Via Arsenale n Siracusa Il processo, tecnologie dei Forni, dei Recuperi degli Inquinanti e Residui Ing. Barbara Tinè Ing. Marco Catinella Ing. Antonino Di Miceli

2 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale2 Inceneritori – Termovalorizzatori INDICE Descrizione Descrizione del processo dellincenerimento Scopo Rifiuti inceneribili e rifiuto come combustibile Descrizione del processo Schema impianto La combustione Fumi Energia prodotta, recupero energetico e rendimenti Residui ed emissioni Smaltimento, abbattimento e riduzione degli inquinanti Tecnologie Tecnologie dei forni Forno a griglia con generatore di elettricità e recupero energetico Forno a letto fluido Forno a tamburo rotante Migliori Migliori Migliori Tecniche Disponibili Emissioni Emissioni Emissioni di Inquinanti

3 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale3 SCOPO DELLINCENERIMENTO Lo scopo dellincenerimento dei rifiuti è quello di convertirli in prodotti gassosi ed in un residuo solido, di peso e volume ridotto. Lo scopo dellincenerimento dei rifiuti è quello di convertirli in prodotti gassosi ed in un residuo solido, di peso e volume ridotto. L'incenerimento è un processo di combustione ad alta temperatura che dà come prodotti finali un effluente gassoso e ceneri. L'incenerimento è un processo di combustione ad alta temperatura che dà come prodotti finali un effluente gassoso e ceneri. Negli impianti più moderni il calore sviluppato viene recuperato: Negli impianti più moderni il calore sviluppato viene recuperato: utilizzato per produrre: Vapore per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (teleriscaldamento). utilizzato per produrre: Vapore per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (teleriscaldamento). Questi impianti con tecnologie per il recupero vengono indicati col nome di inceneritori con recupero energetico (termovalorizzatori). Questi impianti con tecnologie per il recupero vengono indicati col nome di inceneritori con recupero energetico (termovalorizzatori).

4 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale4 Rifiuti Inceneribili Le categorie principali e quantitativamente predominanti di rifiuti inceneribili sono: Rifiuti Solidi Urbani (RSU); Rifiuti speciali. rifiuti ospedalieri; fanghi di depurazione; industria chimica. Rifiuti inerti: Non inceneribili: costruzioni/demolizioni

5 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale5 Il rifiuto come combustibile (1/7) La termovalorizzazione consiste nella conversione dellenergia derivante dallincenerimento del rifiuto, che può essere trattato come un vero e proprio combustibile, in energia elettrica e/o termica. Il rifiuto è costituito da sostanze di vario genere, per stabilire le sue caratteristiche energetiche, è necessario effettuare unanalisi merceologica che permetta di individuare mediamente quali sono le sostanze che lo compongono e il valore del potere calorifico inferiore del rifiuto tal quale; la componente di rifiuto che viene sottoposta a questo tipo di analisi è quella proveniente dalla raccolta urbana, al netto della raccolta differenziata.

6 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale6 Tal quale: Solitamente questo tipo di rifiuto è caratterizzato da un limitato valore del potere calorifico e da un elevato contenuto di incombustibili a meno che non venga sottoposto ad altri trattamenti. 1. Effettuando, ad esempio, una selezione meccanica attraverso unoperazione di vagliatura, si può fare in modo di asportare quelle componenti inerti (es. materiali provenienti da scavi, costruzioni o demolizioni) che allinterno del vaglio si frantumano, andando a costituire il sottovaglio. 1. La frazione rimanente (sovvallo) costituisce la cosiddetta frazione secca (FS) che, contenendo essenzialmente le frazioni combustibili del rifiuto, possiede un potere calorifico maggiore ed un minore contenuto di scorie. combustibile derivato da rifiuti (CDR). 3. Effettuando ulteriori trattamenti quali la triturazione, lessiccamento e laddensamento, si giunge al combustibile derivato da rifiuti (CDR). Il rifiuto come combustibile (2/7)

7 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale7 Il CDR è classificabile in diversi gradi qualitativi, sulla base delle norme tecniche Uni ed integrazioni. Semplice CDR: recuperato dai rifiuti urbani e dai rifiuti speciali non pericolosi. Qualità CDR: CDR-Q consente di ottenere i certificati verdi per la produzione di energia elettrica, e può essere usato con impatto ambientale inferiore. Trattamenti per: garantire un potere calorifico sufficiente; ridurre e controllare il rischio ambientale e sanitario; ridurre la presenza di materiale metallico, vetri, inerti, materiale putrescibile, e il contenuto di umidità; rimuovere le sostanze pericolose ai fini della combustione, come alcuni tipi di polimero e i materiali potenzialmente esplosivi Il rifiuto come combustibile (3/7)

8 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale8 La frazione umida organica può essere utilizzata per la produzione di biogas, riutilizzata come compost fertilizzante o come materia prima per determinati cicli produttivi industriali (come, ad esempio, il bioetanolo), o conferita in discarica. Residuo secco combustibile: Alcune plastiche - come derivati del petrolio - hanno un buon rendimento energetico. Per legge: utilizzo, per non più del 50% in peso, di alcuni rifiuti riciclabili, quali le plastiche non clorurate (PET, PE, ecc.), poliaccoppiati plastici (come gli imballaggi multimateriale plastica- alluminio o plastica-alluminio-carta), gomme sintetiche non clorurate, resine e fibre sintetiche non contenenti cloro. Il cloro infatti causa la produzione di diossina durante la combustione. Residuo secco non-combustibile. Il rifiuto come combustibile (4/7)

9 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale9 CARATTERISTICHE MEDIE DEI Rifiuti Solidi Urbani (RSU) senza trattamento: Umidità 44% Frazione combustibile 33% Frazione incombustibile 23% Potere calorifico inferiore Kcal/kg Potere calorifero (PCI) dei Rifiuti Solidi Urbani (RSU) dopo il trattamento per diventare CDR: – Kcal/Kg Il rifiuto come combustibile (5/7)

10 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale10 RSU e derivati (CDR o RDF, sovvalli, frazioni secche) sono combustibili non convenzionali Hanno delle problematiche di tipo: Termico: Basso potere calorifero Basso potere calorifero rispetto ai combustibili convenzionali. Eterogeneitàfisico chimico Eterogeneità marcata di tipo fisico (dimensioni, compattezza) e chimico (composizione). Energetico: finalità combustione è la distruzione rifiuti recuperi termici difficili da ottimizzare Variazioni stagionali: necessità di progettazione e conduzione forni molto accurate Il rifiuto come combustibile (6/7)

11 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale11 Il rifiuto come combustibile (7/7) Alcuni esempi di poteri caloriferi (PCI) fra vari tipi di combustibili CDR

12 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale12 Il processo dellincenerimento Trattamento rifiuti e/o derivati da rifiuti processi di conversione termica tramite processi di conversione termica

13 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale13 Il processo dellincenerimento Impianto di incenerimento sito nell'area di Forlì, capace di trattare 18 t/h di rifiuti domestici. Inceneritore di Thun situato nei pressi dell'omonimo lago nel cantone di Berna. Inceneritore di Vienna, decorato da Friedensreich Hundertwasser, collegato ad una rete di distribuzione di calore. Osaka - Giappone Brescia- Italia, t/anno

14 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale14 SNCR-DeNOx Waste Waters Il processo dellincenerimento Schema di impianto incenerimento RSU ConsegnaStoccaggio Camera di combustione/ Generatore di vapore Depurazione dei fumi e gas Depurazione delle acque Ciminiera

15 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale15 Aria primaria Aria secondaria Alimentazione a caduta Zona Incenerimento Bottom Ceneri e residui Separatore grosse particelle Boiler (Steam/EE Generator); CALDAIA Sezione rimozione polveri Filtro: Spray Scrubber Filtri: Fabric (Tissue) Filters (Bag Filters) Filtri: Wet Scrubber (tre stadi) ( FGT ) Waste Waters Residui Ceneri volanti Gas di scarico Il processo dellincenerimento Schema Inceneritore RSU: Dettagli Arrivo rifiuti/CDR

16 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale16 Il processo dellincenerimento 1. Arrivo dei rifiuti 2. Combustione 3. Produzione del vapore surriscaldato 4. Produzione di energia elettrica 5. Estrazione delle ceneri 6. Trattamento dei fumi

17 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale17 Il processo dellincenerimento FORNOCALDAIA DEPURAZIONE GAS CONVERSIONE TERMICA RECUPERO ENERGETICO CONTROLLO EMISSIONI Aria Scorie Residui solidi e/o liquidi Rifiuti

18 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale18 Il processo dellincenerimento Principi generali di combustione potere calorifico eccessi daria bilanci di massa: stechiometria, volume fumi, Recupero energetico bilanci termici, rendimenti tipologie di recupero (vapore, elettricità, cogenerazione) Prescrizione impiantistiche (D.M. 503/97) T comb 850°C t gas 2sec O 2 6% vol incombusti scorie max 3% peso bruciatori ausiliari (transitori, eventuale mantenimento T) recupero energetico con rendimenti minimi

19 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale19 Il processo dellincenerimento La combustione Per una buona combustione occorre che il combustibile e laria siano in proporzione ed in mescolanza adeguata Ciò è agevole da ottenere con combustibili gassosi, liquidi e/o solidi, è più difficile con un COMBUSTIBILE ANOMALO come i RIFIUTI

20 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale20 Il rifiuto è auto-combustibile (nel campo di incenerimento) in funzione della frazione di: materiale combustibile, acqua e ceneri. Diagramma di TANNER Il processo dellincenerimento La combustione

21 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale21 ECCESSO DARIA: in ogni reazione di combustione, laria viene alimentata in eccesso rispetto alla quantità stechiometrica per garantire la completezza delle reazioni di ossidazione Eccesso daria e = aria effettiva - aria stechiometrica INCENERIMENTO RIFIUTI: eccessi daria considerevoli completezza combustione: ossidazione difficoltosa per natura intrinseca materiale e condizioni fluidodinamiche poco favorevoli controllo temperatura: forni adiabatici aria come diluente termico Il processo dellincenerimento La combustione

22 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale22 Si producono composti a seguito di: Combustione incompleta (messa a punto dellimpianto); Impurezze o additivi dei combustibili (biossido e triossido di Zolfo, ceneri, piombo tetraetile); Processi di ossidazione dellazoto atmosferico ad ossidi di azoto (Nox) durante le combustioni a Temperatura elevata Il processo dellincenerimento La combustione

23 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale23 Durante la combustione laria comburente deve essere fornita in quantità controllata perché, se è insufficiente si formano troppe ceneri e rimangono residui incombusti, se è troppa si ha una notevole perdita di energia nei fumi Il processo dellincenerimento La combustione: i Fumi

24 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale24 Il processo dellincenerimento La combustione: i Fumi Fumi: prodotti dalle reazioni di ossidazione della frazione combustibile del rifiuto Fumi stechiometrici V S [m 3 kg -1 RS]; fumi prodotti dalla ossidazione condotta in condizioni stechiometriche Calcolo teorico: analisi elementare C C + O 2 CO 2 H H + ½ O 2 H 2 O N N + ½ O 2 NO S S + O 2 SO 2 Cl Cl HCl H 2 O l H 2 O l H 2 O v Fumi stechiometrici: costituiti essenzialmente da CO 2, H 2 O (combustione + vaporizzazione umidità) ed N 2 (aria di combustione)

25 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale25 FUMI EFFETTIVI V F [m 3 kg -1 RS] V F = V S + e x V A Qualitativamente: V S e V A aumentano con PCI V S aumenta con umidità rifiuto e aumenta con PCI e con la diminuzione della temperatura di combustione Quantitativamente: determinazione teorica sulla base dellanalisi elementare disponibilità, rappresentatività determinazione sulla base di correlazioni empiriche precisione Il processo dellincenerimento La combustione: i Fumi Fumi effettivi Fumi stechiometrici Eccesso daria Aria stechiometrica

26 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale26 Il calore sviluppato durante la combustione viene recuperato e utilizzato per produrre vapore per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (teleriscaldamento). Non sempre il calore recuperato può essere effettivamente utilizzato per via delle variazioni stagionali dei consumi energetici. Rendimento minore di quello di una normale centrale elettrica, poiché i rifiuti non sono un buon combustibile per via del loro basso potere calorifico, e le temperature raggiunte in camera di combustione sono inferiori rispetto alle centrali tradizionali, producendo quindi vapore a minore pressione. Talvolta per aumentare l'efficienza della combustione insieme ai rifiuti viene bruciato anche del gas metano. Il processo dellincenerimento Recupero energetico

27 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale27 Il processo dellincenerimento Recupero energetico Raffreddamento fumi uscita camera di combustione tramite produzione vapore surriscaldato in caldaia Espansione totale (turbina a condensazione) CALDAIA Fumi ~T Acqua EN. ELETTRICA ESPANSIONE TOTALE (SOLA EN. ELETTRICA) CALORE CALDAIA Fumi T 1 T 2 Vapore surriscaldato Acqua EN. ELETTRICA ~ COGENERAZIONE (EN. ELETTRICA + CALORE)

28 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale28 Raffreddamento fumi uscita camera di combustione tramite produzione vapore surriscaldato in caldaia Espansione parziale (cogenerazione in turbina in contropressione ed utilizzazione come calore del vapore fino a condensazione) Il processo dellincenerimento Recupero energetico ~ CALDAIA TURBINA A DERIVAZIONE ELETTRICITA CALORE Q Acqua Vapore surriscaldato 1) rendimenti dipendenti da richiesta termica Q 2) modularità utilizzo calore flessibilità TELERISCALDAMENTO

29 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale29 Il processo dellincenerimento Produzione energia elettrica necessità limitare raffreddamento fumi in caldaia corrosioni a basse T (HCl) necessità contenere T e P vapore surriscaldato corrosioni surriscaldatore (HCl) sollecitazioni meccaniche controlli acque ciclo termico necessità evitare basse P ( e T ) vapore espanso dimensioni condensatore disponibilità refrigerante freddo potenzialità elettriche (taglie impianto) modeste bassi rendimenti turbina ed ausiliari necessità mantenere cicli semplici Cicli a vapore poco spinti Cicli a vapore poco spinti P max = bar T max = 350°C - 400°C P cond ~ 0,1 bar (45°C) ciclo = 0,25-0,3 tot = 0,17-0,25

30 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale30 incremento PCI (evoluzione merceologia, raccolte differenziate) camere di combustione non adiabatiche incremento recupero calore di combustione centralizzazione impianti (aumento potenzialità) effetto scala possibilità di adottare cicli più spinti P max = bar, T max = °C, P cond = bar possibilità di incrementare raffreddamento fumi in caldaia incremento recupero calore di combustione aumento rendimento turbine ed ausiliari tot ~ 0,3 - 0,33 Il processo dellincenerimento Produzione energia elettrica potenziali miglioramenti

31 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale31 L'efficienza energetica: tra il 19 e il 27% (o 30-33% se si considera leffetto scala), se si recupera solo l'energia elettrica. aumenta molto col recupero del calore (co-generazione) che generalmente arriva ad un rendimento intorno al 55% in calore. Centrale termoelettrica a ciclo combinato, il cui scopo primario è ovviamente quello di produrre elettricità, ha una resa del 57% per la produzione elettrica e se abbinata al teleriscaldamento raggiunge l'87%. Tipicamente per ogni tonnellata di rifiuti trattata possono essere prodotti circa 0,67 MWh di elettricità e 2 MWh di calore per teleriscaldamento. Il processo dellincenerimento Rendimenti

32 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale32 Confrontare il rendimento energetico delle varie tecnologie di trattamento termico dei rifiuti: discorso complesso, poco documentato e fortemente influenzato dal tipo di impianto. Differenze di massima: in un inceneritore i rifiuti vengono direttamente bruciati ed il calore viene usato per produrre vapore. negli impianti di gassificazione/pirolisi i rifiuti vengono invece convertiti parzialmente in gas (syngas) che può essere poi utilizzato in cicli termodinamici più efficienti. La possibilità di utilizzare diversi cicli termodinamici permette maggiore flessibilità nella regolazione dei rapporti fra produzione di calore e di elettricità, rendendoli meno sensibili alle variazioni stagionali dei consumi energetici (in altre parole d'inverno si può produrre più calore e d'estate più elettricità). Il processo dellincenerimento Rendimenti

33 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale33 Il processo dellincenerimento I Residui Sottoprodotti del processo: emissioni gassose dal camino (che devono essere fermate); ceneri residue (che devono essere smaltite); acque di scarico (che devono essere trattate); tutte da caratterizzare nella loro composizione. Composizione dei residui: Differenze significative determinate da arricchimento elementi volatili ( Cd, Pb, Hg) su polveri fini (volatilizzazione ad alta T + ricondensazione a bassa T su ceneri ad elevata superficie specifica) presenza microinquinanti tossici (es. diossine) residui depurazione fumi a seguito rimozione da fase gas

34 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale34 Più precisamente, per ogni tonnellata di rifiuti bruciata, un inceneritore produce : 1 tonnellata di fumi immessi in atmosfera 280/300 Kg di ceneri "solide"; 30 Kg di "ceneri volanti e polveri; 650 Kg di acqua di scarico; 25 Kg di gesso Ogni 600 tonnellate di rifiuti inceneriti si produce circa: 1 milione di metri cubi di gas da purificare; 1 tonnellata di rame; 0,5 tonnellate di mercurio; tonnellate di sali concentrati; 1,5 tonnellate di cadmio; 60 tonnellate di zinco tonnellate di scorie dalla composizione chimica variabile o sconosciuta. Il processo dellincenerimento I Residui

35 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale35 Biossido di Zolfo Biossido di Azoto/Ossidi di Azoto Materiale particolato fine incluso il PM10 Particelle sospese totali Piombo Ozono Benzene Monossido di Carbonio Idrocarburi policiclici aromatici (Diossine e Furani) Cadmio Arsenico Nichel Mercurio Rame Zinco Il processo dellincenerimento Emissioni e residui più comuni

36 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale36 Formazione dovuta alla presenza di: Carbonio, Cloro, Ossigeno, Catalizzatori metallici (Cu, Fe) In un inceneritore sono attivi fenomeni di: formazione, distruzione, riformazione, accumulo / rilascio Emissioni in atmosfera: Limiti a partire dai primi anni 80 Dal DM 503/97 si ha la riduzione dei limiti di 800 volte ! Se rispetta i limiti alle emissioni di diossine (0.1 ng m-3 TEQ) un inceneritore fornisce contributi di diossine trascurabili rispetto ad altre sorgenti Contaminazione dei residui: elevata per polveri, residui dei trattamenti e fanghi Il processo dellincenerimento Diossine

37 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale37 Il processo dellincenerimento Diossine e Furani O O PCDF (PCCD) Policlorodibenzodiossine (PCDF) Policlorodibenzofurani Esistono diversi isomeri tossici: almeno 4 atomi di cloro in posizione 2,3,7,8 Le diverse sostanze sono misurate in termini di tossicità equivalente (TEQ): quantificazione, con un unico valore, della presenza di tutti gli isomeri tossici tramite un fattore di tossicità equivalente (TEF) rispetto al composto più tossico in assoluto: 2,3,7,8-tetraclorodibenzo- p-diossina, (2,3,7,8-TCDD).

38 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale38 Scorie 200 – 300 kg per ton RSU Ceneri volanti kg per ton RSU Residui depurazione fumi 20 – 40 kg per tonnellata RSU Fanghi depurazione 0.14 – 1.2 kg per tonnellata RSU Fumi 5000 – 7000 Nm 3 per ton RSU Il processo dellincenerimento Bilancio dei Residui

39 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale39 Il processo dellincenerimento Smaltimento dei Residui Scorie speciali non tossici Ceneri volanti da depolverazione Residui assorbimento secco o semisecco Fanghi depurazione lavaggio fumi necessità di innocuizzazione

40 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale40 Scorie discariche rifiuti speciali Ceneri volanti e residui depurazione innocuizzazione finalizzata a ridurre mobilità e/o contenuto elementi o sostanze tossiche tecnologie convenzionali di stabilizzazione/solidificazione con leganti idraulici (cemento) ed additivi tecnologie innovative di detossificazione (estrazione + recupero metalli) adeguate per ceneri volanti chimica (lavaggio acido) bene se torri di lavaggio termica (vetrificazione) fusione (arco elettrico, plasma) + condensazione e recupero metalli Il processo dellincenerimento Smaltimento dei Residui

41 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale41 Il processo dellincenerimento Recupero dei residui non tossici Generalmente lo smaltimento dei residui è costoso, però alcuni di essi posso essere recuperati come materiale da costruzione o altro (es imballaggio). Es. : Impianto BSB di Noceto si recuperano tonnellate/anno: tonnellate (83%) di materiale destinato alla produzione di calcestruzzo; tonnellate (5%) di metalli ferrosi; 300 tonnellate (1%) di metalli non ferrosi di cui il 65% di alluminio.

42 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale42 Il processo dellincenerimento Soluzioni di filtraggio al camino Costituiti da varie tecnologie multi-stadio. Sistemi suddivisi in base: Al loro funzionamento semisecco, secco, umido e misto. Hanno più sezioni di abbattimento, ciascuna in linea di massima specifica per determinati tipi di inquinanti. Per ogni inquinante vi sono opportuni reagenti allo scopo di produrre nuovi composti non nocivi, relativamente inerti e facilmente separabili. Macroinquinanti presenti nei fumi della combustione: Ad esempio: ossido di carbonio, anidride carbonica, ossidi di azoto e gas acidi come l'anidride solforosa, acido cloridrico, acido fluoridrico. Sistemi di filtraggio usati: Vecchi: cicloni e multicicloni, con efficienze massime di captazione delle polveri rispettivamente del 70% e dell'85%. Nuovi: precipitatori elettrostatici (ESP) o filtri a maniche che garantiscono efficienze notevolmente superiori (fino al 99% e oltre).

43 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale43 contenimento preventivo Misure di contenimento preventivo delle emissioni: ottimizzando le caratteristiche costruttive dei forni; migliorando l'efficienza del processo di combustione: Miglioramento del combustibile (ecoballe). Utilizzo di temperature più alte (con l'immissione di discrete quantità di metano); Maggiori tempi di permanenza dei rifiuti in regime di alte turbolenze e grazie all'immissione di aria secondaria per completare la combustione. Aumento delle temperature Aumento delle temperature: Riduce la produzione di certi inquinanti (per es. diossine). Aumenta produzione di: ossidi di azoto; di particolato sotto forma di: micro-inquinante o nano-inquinante per temperature elvatissime; più difficile da intercettare anche per i più moderni filtri. Il processo dellincenerimento Soluzioni di filtraggio al camino

44 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale44 La scelta tra le metodologie dipende da compromessi dovuti a: costo del metano; costo dei filtri; Inquinamento; Per questi motivi talvolta gli impianti prevedono post-combustori a metano e/o catalizzatori che funzionano a temperature inferiori ai 900°C. Il processo dellincenerimento Soluzioni di filtraggio al camino

45 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale45 Ossidi d'azoto Esponenzialmente Temperatura. Processi di abbattimento che vengono normalmente utilizzati sono del tipo catalitico o non catalitico. Catalitico: Riduzione Selettiva Catalitica (SCR): installazione di un reattore di catalizzazione a valle della linea di depurazione. viene iniettata ammoniaca nebulizzata che si miscela con i fumi. la miscela attraversa gli strati dei catalizzatori. gli ossidi di azoto si trasformano, alla temperatura di 300°C, in acqua e azoto gassoso. E possibile che una certa quantità di ammoniaca non reagita sfugga dal camino ("ammonia slip"). Altri metodi che non fanno uso di ammoniaca. Il processo dellincenerimento Abbattimento degli NO x

46 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale46 NON Catalitica: Riduzione Selettiva Non Catalitica (SNCR); più economica; non si devono smaltire i catalizzatori esausti; efficacia inferiore ai sistemi SCR. Consiste nell'iniezione di un reagente (urea che ad alta temperatura si dissocia in ammoniaca) in una soluzione acquosa in una zona dell'impianto in cui la temperatura è compresa fra 850 °C e °C con la conseguente riduzione degli ossidi di azoto in azoto gassoso e acqua. Altri processi non catalitici sfruttano la riduzione con ammoniaca attuata tramite irraggiamento con fascio di elettroni o tramite l'utilizzo di filtri elettrostatici. Il processo dellincenerimento Abbattimento degli NO x

47 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale47 Altri sistemi sono stati messi a punto per l'abbattimento dei microinquinanti come metalli pesanti (mercurio, cadmio, piombo, ecc) e diossine, furani, ecc. Abbattimento dei metalli pesanti: Sono presenti sia in fase solida che di vapore. La maggior parte di essi viene fatta condensare nel sistema di controllo delle emissioni e si concentra nel cosiddetto "particolato fine" (ceneri volanti). Depolveratore che arriva a garantire una rimozione superiore al 99% delle PM10 prodotte; Nulla può contro il PM2,5 e le nanopolveri. Per tale motivo le polveri emesse sono considerate particolarmente nocive. Il processo dellincenerimento Abbattimento dei microinquinanti

48 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale48 Abbattimento delle Diossine e Furani: Controllo dei parametri della combustione e della post-combustione (elevazione della temperatura a oltre 850°C); Ulteriore intervento specifico basato sulle proprietà chimico-fisiche dei carboni attivi. Carbone attivo: carbone in polvere, il quale può esibire 600 m² di superficie ogni grammo: detto in altri termini funziona come una specie di "spugna". meccanismo di chemiadsorbimento; Si fanno "condensare" i vapori di diossine e furani sulla superficie dei carboni attivi. Queste proprietà garantiscono abbattimenti dell'emissione di diossine e furani tali da premettere di operare al di sotto dei valori richiesti dalla normativa. La filtrazione della polvere di carbone esausta è affidata al depolveratore in quanto evidentemente i carboni esausti (cioè impregnati di diossine) sono altamente nocivi e sono considerati rifiuti speciali pericolosi, da smaltire in discariche speciali. Sono allo studio metodi di lavaggio dei fumi in soluzione oleosa per la cattura delle diossine che sfruttino la loro spiccata solubilità nei grassi. Il processo dellincenerimento Abbattimento dei microinquinanti

49 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale49 La pericolosità delle polveri prodotte da un inceneritore è potenzialmente estremamente elevata. Limiti particolarmente severi imposti dalla normativa per i fumi: E limitata alle polveri totali senza discriminare le relative dimensioni delle stesse: da un lato la combustione dei rifiuti produce direttamente enormi quantità di polveri dalla composizione chimica varia; dall'altra alcune sezioni dei sistemi di filtrazione ne aggiungono di ulteriori (in genere calce o carboni attivi). Le polveri sono un concentrato di sostanze pericolose per la vita umana ed animale importanza e l'efficacia dei depolveratori è molto elevata. Depolveratori: filtri elettrostatici (dagli elevati consumi elettrici, poco efficaci su ceneri contenenti poco zolfo ma in generale abbastanza efficaci se frequentemente ripuliti); filtri a maniche (non adatti ad alte temperature e soggetti ad intasamento). Attualmente la legge non prevede limiti specifici per le polveri fini (PM10, ecc.) per cui la reale efficacia di tali sistemi su queste particelle è oggetto di dibattiti accesi. Le polveri trattenute devono essere smaltite in discariche per rifiuti speciali pericolosi: in taluni casi vengono smaltite all'estero (in Germania le miniere di salgemma vengono usate per questo oltre che per i rifiuti radioattivi). Il processo dellincenerimento Abbattimento delle polveri

50 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale50 FORNO A GRIGLIE E' il tipo più diffuso negli impianti d'incenerimento degli RSU, grazie soprattutto alla sua elasticità gestionale, costituito da griglie metalliche normalmente a gradini formate da barre o rulli paralleli. Il funzionamento di un termovalorizzatore a griglie può essere suddiviso in sei fasi fondamentali: Stoccaggio e frantumazione Stoccaggio e frantumazione Combustione Combustione Produzione del vapore surriscaldato Produzione del vapore surriscaldato Produzione di energia elettrica Produzione di energia elettrica Estrazione delle ceneri Estrazione delle ceneri Trattamento dei fumi Trattamento dei fumi

51 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale51 Legenda 1 Carro ponte 2 Benna a polipo 3 Tramoggia 4 Spintore 5 Aria primaria 6 Ventilatore 7 Vasca raccolta scorie 8 Raschiatore FORNO A GRIGLIE Rappresentazione schematica del forno a griglia

52 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale52 Nella prima zona del forno avviene: 1. la fase di ESSICCAMENTO del rifiuto; 2. la fase di COMBUSTIONE; 3. la fase di SCORIFICAZIONE,il completamento della combustione delle scorie. Le camere di combustione moderne, grazie alle migliorate prestazioni, hanno permesso di superare l'imposizione di una successiva camera, detta di post-combustione, prevista espressamente nella passata normativa. FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

53 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale53 Lo stoccaggio dei rifiuti avviene in enormi vasconi coperti di cemento armato, dove il rifiuto è direttamente scaricato dai mezzi di raccolta attraverso apposite bocche di scarico. Per ridurre l'emanazione di odori all'esterno tutta l'area è in depressione, in quanto le bocche di scarico, che costituiscono l'unico collegamento con l'esterno sono proprio le prese d'aria comburente necessaria alla combustione dei rifiuti. FORNO A GRIGLIE STOCCAGGIO

54 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale54 Il materiale stoccato, tramite opportuni mezzi di sollevamento viene miscelato, successivamente i rifiuti stoccati vengono prelevati da una benne a polipo collegata ad un carroponte, in questo modo essi vengono portati allinterno di una tramoggia e spinti allinterno del forno di combustione attraverso uno spintore di caricamento. La tecnologia di produzione della frazione combustibile (CDR) ed il suo incenerimento sfrutta la preventiva disidratazione biologica dei rifiuti seguita dalla separazione degli inerti (metalli,minerali, ecc.) dalla frazione combustibile, che può essere "termovalorizzata" producendo energia elettrica con resa nettamente migliore rispetto all'incenerimento classico e con una diminuzione di impatto ambientale. FORNO A GRIGLIE STOCCAGGIO

55 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale55 La frantumazione viene eseguita, prima dell'invio in camera di combustione, in mulini a martelli o a lame, permette la riduzione della pezzatura ed una migliore miscelazione del rifiuto, con conseguente maggior omogeneità della combustione. La riduzione della pezzatura del rifiuto comporta tempi d'incenerimento minori dei "monoliti", per l'incrementato rapporto superficie/volume. Inoltre la riduzione volumetrica complessiva permette una più facile gestibilità del rifiuto durante le operazioni di carico al forno. FORNO A GRIGLIE FRANTUMAZIONE

56 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale56 L'aria comburente viene introdotta nella camera attraverso diverse modalità che variano in base alla tipologia di forno adottato, alla presenza o meno di una camera di postcombustione, al tipo di rifiuto incenerito. Le temperature in gioco sono intorno ai mille gradi, per mantenere tali temperature, qualora il potere calorifico del combustibile sia troppo basso, talvolta viene immesso del gas metano in una quantità variabile fra i 4 e 19 m³ per tonnellata di rifiuti. Costruttivamente avremo una camera di combustione primaria a cui viene associata una camera di combustione secondaria (camera di post combustione), con lo scopo di completare la combustione dei fumi nel miglior rispetto della normativa vigente. FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

57 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale57 La griglia di combustione è generalmente concepita modularmente ed è costituita da una serie di blocchi in ghisa o in acciaio inossidabile, detti barrotti, la cui forma e disposizione dipende dalla tipologia di griglia, che può essere piana o inclinata. Negli impianti più moderni, ogni modulo è dotato di un proprio sistema indipendente che provvede al movimento dell'elemento stesso ed al fabbisogno di aria comburente, grazie ad un sistema di telecamere a infrarossi che rilevano la temperature sulla superficie nelle varie zone della griglia ed interviene sulle regolazioni di aria comburente e velocità di trasporto. FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

58 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale58 Barrotti e loro disposizione in una griglia piana Barrotti e loro disposizione in una griglia inclinata Barrotti per griglia piana raffreddati ad acqua FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

59 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale59 Il movimento del rifiuto è ottenuto attraverso un meccanismo che fa scorrere i barrotti mobili su quelli fissi, favorendone la caduta e lo spostamento. Movimentazione del rifiuto nella griglia piana Movimentazione del rifiuto nella griglia inclinata FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

60 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale60 La caratteristica fondamentale della griglia consiste nell'avere una superficie di combustione orizzontale ed un movimento controllato che favorisce il mescolamento del materiale combustibile ciò permette di ottenere dei rendimenti elevati con una minore lunghezza ed evitare percorsi preferenziali dellaria attraverso le porzioni più permeabili del letto dei rifiuti. Nella prima zona della griglia avviene l'essiccamento del materiale Successivamente si va alla zona di combustione primaria dove si raggiungono le temperature più elevate, valori di °C. FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

61 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale61 La griglia in questa zona è provvista di un sistema di raffreddamento, o con la stessa aria comburente o con raffreddamento ad acqua, che scorre all interno della stessa e che permette una temperatura di esercizio superiore. Grazie ad una miglior distribuzione dell'aria comburente si ottiene una riduzione del flusso totale limitando la formazione termica di NO x. Ogni fase necessita di un determinato quantitativo d aria ed è quindi necessaria una regolazione frazionata dell aria per le singole parti della griglia. FORNO A GRIGLIE CAMERA DI COMBUSTIONE

62 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale62 L'aria di combustione primaria viene insufflata a diverse velocità in zone diverse all'interno dello strato di materiale combustibile, per un inceneritore da 200 t/g la portata daria primaria è dell ordine di m 3 /h. Il flusso di attraversamento medio è nell'ordine dei 0.3 Nmc/s per mq; laria viene insufflata sotto la griglia: in quantità generalmente prossima allo stechiometrico; pre-riscaldata a °C in pre-riscaldatori a vapore in modo da assicurare una temperatura prossima a quella di accensione del rifiuto; ad una velocità moderata per evitare trascinamento e fluidizzazione del CDR. FORNO A GRIGLIE COMBUSTIONE PRIMARIA E SECONDARIA

63 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale63 Successivamente l'aria di combustione secondaria è insufflata ai lati, frontalmente e posteriormente, alla camera di combustione, in modo di ottenere una forte turbolenza nei gas sovrastanti lo strato di combustione (Re intorno ); per un inceneritore da 200 t/g la portata d aria secondaria è dell ordine di m 3 /h. Nella parte terminale della griglia si ha il completamento della combustione delle scorie, le componenti dei rifiuti non combustibili circa il 10% del volume totale ed il 30% in peso rispetto al rifiuto in ingresso, che al termine del loro percorso vengono estratte per caduta all'interno di una guardia idraulica che, oltre a provvedere al loro rapido raffreddamento impedisce ingressi d'aria incontrollati. Le scorie raffreddate sono trasportate per mezzo di coclee e nastri trasportatori nella zona di stoccaggio prevista, previo un trattamento di deferrizzazione finale tramite separatori magnetici. FORNO A GRIGLIE COMBUSTIONE PRIMARIA E SECONDARIA

64 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale64 Per una buona combustione occorre che combustibile e comburente siano in proporzione e mescolanza adeguata, ma il CRD è un combustibile anomalo a causa della sua notevole disomogeneità fisica e chimica. se il potere calorifero dei rifiuti è basso si insuffla nelle due camere di combustione una corrente di metano L esperienze mostrano che la combustione deve avvenire con eccesso di aria di circa rispetto allo sctechiometrico, eccesso che va adeguato alla mutevole natura dei rifiuti, inoltre se il potere calorifero dei rifiuti è basso si insuffla nelle due camere di combustione una corrente di metano in quantità variabili tra i 4 e i 19 m 3 per ogni tonnellata di rifiuti. FORNO A GRIGLIE Parametri operativi

65 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale65 Sicuramente tre i parametri operativi importanti da valutare sono le tre T: Temperatura che va mantenuta elevata per ottenere una combustione completa rapida ed estesa e per scindere le molecole organoclorurate; Turbolenza numero di Reynolds adeguati per permettere una buona mescolanza ed evitare percorsi preferenziali dellaria attraverso le porzioni più permeabili del letto dei rifiuti; Tempo di permanenza dei fumi inferiore a 2 sec in modo che i fumi lambiscano per tempi molto brevi le zone a più bassa temperatura (come le superfici delle caldaie). FORNO A GRIGLIE Parametri operativi

66 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale66 Produzione del vapore surriscaldato La forte emissione di calore prodotta dalla combustione di metano e rifiuti porta a vaporizzare l'acqua in circolazione nella caldaia posta a valle, per la produzione di vapore surriscaldato ad alto contenuto entalpico. Produzione di energia elettrica Il vapore generato mette in movimento una turbina che, accoppiata a un motoriduttore e a un alternatore, trasforma l'energia termica in energia elettrica producendo corrente alternata per espansione del vapore surriscaldato. FORNO A GRIGLIE Fasi successive

67 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale67 Estrazione delle ceneri Le componenti dei rifiuti non combustibili (circa il 10% del volume totale ed il 30% in peso, rispetto al rifiuto in ingresso) vengono raccolte in una vasca piena d'acqua posta a valle dell'ultima griglia. Le scorie, raffreddate in questo modo, sono quindi estratte e smaltite in discariche speciali. Ovviamente, separando preventivamente gli inerti dalla frazione combustibile si ottiene una riduzione delle scorie. L'acqua di raffreddamento (circa 2.5 m3/t) deve essere depurata prima di essere scaricata in ambiente. Le ceneri sono classificate come rifiuti speciali non pericolosi, mentre le polveri fini (circa il 4% del peso del rifiuto in ingresso) intercettate dai sistemi di filtrazione sono classificate come rifiuti speciali pericolosi. Entrambe sono smaltite in discariche per rifiuti speciali; ci sono recenti esperienze di riuso delle ceneri pesanti. Trattamento dei fumi Dopo la combustione i fumi caldi passano in un sistema multi-stadio di filtraggio, per l'abbattimento del contenuto di agenti inquinanti sia chimici che solidi. Dopo il trattamento e il raffreddamento i fumi vengono rilasciati in atmosfera a circa 140° C. FORNO A GRIGLIE Fasi successive

68 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale68 FORNO A GRIGLIE La Caldaia ALTA TEMPERATURA BASSA TEMPERATURA RSU con PCI di 8910 kJ//kg Profili termici medi di un impianto con forno a griglia aventi le seguenti caratteristiche

69 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale69 Alluscita dalla camera di combustione, i fumi si trovano allinterno del primo passoradiante. In questa zona comincia lo scambio di calore con le pareti membranate che ricoprono le pareti laterali e che, a causa delle elevate temperature, vengono protette da uno strato di carburo di silicio. Al termine di questo tratto si ha la prima inversione dei fumi, seguita da un secondo passo radiante (discendente) e da una seconda inversione dei fumi che li immette allinterno di un terzo passo ascendente. FORNO A GRIGLIE La Caldaia

70 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale70 Anche in questi ultimi due passi le pareti sono ricoperte da pareti membranate ed il rivestimento è realizzato in Inconel. A questo punto i fumi si trovano ad una temperatura inferiore (700°C) e cominciano ad entrare nella sezione di scambio convettivo. Prima di giungere al surriscaldatore, però, incontrano un banco evaporativo (lo schermo) alluscita del quale la temperatura diminuisce leggermente (650°C). A questo punto i fumi incontrano i banchi del surriscaldatore. FORNO A GRIGLIE La Caldaia

71 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale71 Il primo incontrato è lunico in equicorrente e rappresenta anche lo stadio finale del vapore, quello, cioè, seguito dallespansione in turbina. In questo caso i tubi sono realizzati in acciaio legato al cromo, con leventuale protezione di Inconel, perché maggiormente sollecitati termicamente. I rimanenti banchi di scambio, invece, sono realizzati in acciaio al carbonio. FORNO A GRIGLIE La Caldaia

72 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale72 Dal momento che i fumi contengono ceneri volanti, i banchi devono essere disposti in maniera tale da evitare il deposito di fuliggine che può causare locclusione del passaggio. Per questo motivo i ranghi di tubi vengono appesi e disposti su file tali da avere, nella direzione di flusso dei fumi, un elevato rapporto passo/diametro che decresce lungo il percorso. Sia sotto questa zona, che sotto quella in cui si ha linversione dei fumi, vengono realizzate delle tramogge per la raccolta delle ceneri volanti che si separano dalla corrente gassosa o che provengono dalle operazioni di pulizia. Prima di uscire dalla caldaia, i fumi passano attraverso leconomizzatore, che li porta alla temperatura richiesta dal tipo di trattamento a valle dellimpianto (circa150°C). FORNO A GRIGLIE La Caldaia

73 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale73 Il ciclo a vapore permette il recupero energetico che si concretizza con la produzione di energia elettrica o con la cogenerazione, ovvero la produzione di energia elettrica e di energia termica. In entrambi i casi è necessario effettuare uno spillamento, attraverso cui si preleva una portata di vapore necessaria che serve ad alimentare il preriscaldatore dellaria, il degasatore e il riscaldatore dei fumi a valle del trattamento, qualora si rendesse utile. FORNO A GRIGLIE Ciclo vapore

74 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale74 FORNO A GRIGLIE Ciclo vapore TELERISCALDAMENTO ESPANSIONE TOTALE (SOLA EN. ELETTRICA)

75 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale75 Usualmente questo tipo di inceneritore veniva impiegato per la combustione dei fanghi di risulta dei depuratori o dellindustria chimica o petrolchimica, infatti teniamo conto che la tecnologia a letto fluidizzato è molto utilizzata nel settore petrolchimico. Praticamente allinterno di una camera cilindrica verticale si trova un materiale inerte, in genere sabbia silicea, che, grazie ad una corrente ascensionale di aria immessa attraverso una griglia sottostante, viene a costituire una sorta di letto in sospensione cioè le particelle si mescolano e sono sotto continua agitazione e a questo punto vengono introdotti i rifiuti e il combustibile. Forno a letto fluido

76 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale76 Il sistema sabbia/rifiuto/combustibile viene mantenuto in sospensione sul flusso di aria pompata e sotto violento mescolamento e agitazione, assumendo in tale modo caratteristiche simil-fluide (da cui il letto fluido). Questo processo, detto fluidizzazione, ha l'effetto di diminuire la densità del sistema in oggetto pur senza alterarne la natura originaria; quindi tutta la massa di rifiuti, combustibile e sabbia circola completamente all'interno della fornace. Forno a letto fluido

77 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale77 Lagitazione allinterno del letto, quindi, facilita il contatto tra la superficie del rifiuto e le molecole di ossigeno contenute nellaria favorendone la combustione completa, ma è evidente il ruolo rilevante della pezzatura del rifiuto. Questa tecnologia, infatti, richiede qualche accortezza in più rispetto al caso della griglia non solo per questo motivo, ma anche per il fatto che deve essere evitata la presenza di sostanze basso fondenti che possono provocare fenomeni di agglomerazione e dunque la defluidificazione del letto. Forno a letto fluido

78 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale78 La temperatura è dell ordine di °C, lavviamento viene fatto con bruciatori ad olio, ma in seguito la miscela è autocomnburente, quindi consente di risparmiare il combustibile che altrimenti sarebbe necessario aggiungere per bruciare il fango. Il fango viene introdotto meccanicamente dall alto dal forno ( attraverso un dispositivo che lo spezzetta) mentre la sabbia e CDR vengono introdotti meccanicamente; la temperatura del letto è controllata tramite la portata del CDR. Forno a letto fluido Cenni sulla tecnologia

79 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale79 Il vessel del forno è rivestito con refrattario e isolante, e viene mantenuto ad una temperatura superiore a quella di condensa dei gas per eviatre corrosioni. Il raffreddamento dei fumi è fatto con uno scambiatore di calore che produce vapore saturo a 18 atm, utilizzato per cogenerare energia elettrica e calore; la depurazione dei fumi è fatta con uno scrubber Venturi. La conduzione dell impianto ha dimostrato che il letto fluido non richiede CDR di elevata qualità, grazie alle capacità di immagazzinamento di calore del letto di sabbia. Forno a letto fluido Cenni sulla tecnologia

80 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale80 Vantaggi: richiede poca manutenzione legata alla particolare costruzione che non prevede componenti meccaniche in movimento soggette ad usura; ridurre le emissioni di ossidi di zolfo (SO x ) mescolando alcuni reagenti alcalini, quali calcare o dolomite in polvere, alla sabbia: lo zolfo non viene ossidato formando gas, bensì precipita sotto forma di solfato. Tale precipitato caldo permette di migliorare lo scambio termico per la produzione di vapor acqueo. operando a temperature di 800°C, è possibile ridurre le emissioni di ossidi di azoto (NO x ). rendimento più elevato dei forni a griglia. Forno a letto fluido Vantaggi e Svantaggi

81 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale81 Svantaggi: richiede combustibile a granulometria piuttosto omogenea quindi vanno preliminarmente previsti adeguati trattamenti dei rifiuti come macinazione, asportazione dei ferrosi, del vetro, vagliatura; notevole consumo di energia elettrica; frequente manutenzione del refrattario usato come rivestimento del vessel del forno; difficoltà nella gestione del letto fluido derivanti dalla fusione o compattazione della cenere, che è facilitata dalla presenza di vetro nei rifiuti che entrano. Forno a letto fluido Vantaggi e Svantaggi

82 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale82 La tecnologia più diffusa di inceneritore è quello a letto fluido bollente le grosse bolle generate dallaria rimescolano il rifiuto che lentamente diminuisce la sua pezzatura, rendendosi più leggero e bruciando allinterno della corrente gassosa che lo porta verso lalto. Un altra tecnologia molto diffusa è quella a letto fluido circolante che si basa sul principio che laumento della velocità dellaria insufflata permette lo smaltimento di una portata maggiore di rifiuti. In questo caso, però, si rende necessario laggiunta di un ciclone per il recupero del materiale del letto, che viene trascinato via proprio dalla forte corrente di aria. Una variante di questa tecnologia è costituita dal letto fluido ri-circolante, in cui laria è immessa in maniera tale da spingere la sabbia in un moto vorticoso di rotazione. In questo modo si crea unelevatissima turbolenza in grado di bruciare rifiuti di pezzatura maggiore, mantenendo temperature inferiori e, quindi, impedendo la fusione dei materiali basso fondenti e la defluidificazione del letto. Forno a letto fluido Diverse tecnologie

83 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale83 Forno a letto fluido Diverse tecnologie Letto bollente Letto ricircolante

84 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale84 Forno a tamburo rotante La tecnologia a tamburo rotante prevede luso di un tamburo allinterno del quale vengono introdotti i rifiuti attraverso uno scivolo o uno spintore idraulico alimentati da una tramoggia. Si hanno due camere di combustione: la camera di combustione primaria una camera di combustione secondaria

85 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale85 camera di combustione primaria consiste in un tubo cilindrico costruito in materiale refrattario e inclinato di 5-15°, il cui movimento attorno il proprio asse di rotazione viene trasmesso ai rifiuti e linclinazione del tamburo fa sì che essi si spostino, durante la combustione, dalla testata di carico verso quella di scarico. La rotazione fa accumulare all'estremità del cilindro le ceneri e il resto della frazione non combusta solida, che viene infine raccolta all'esterno. camera di combustione secondaria stavolta fissa. La camera di combustione secondaria è necessaria per portare a completamento le reazioni di ossidazione in fase gassosa. laria di combustione non attraversa il rifiuto, ma lo lambisce soltanto A differenza dei casi descritti prima, laria di combustione non attraversa il rifiuto, ma lo lambisce soltanto. Per questo motivo, per facilitare il contatto con le molecole di ossigeno presenti nellaria, il tamburo viene fatto ruotare attorno al proprio asse e vengono realizzate al suo interno del tamburo delle strutture per movimentare il rifiuto trascinandolo in alto per poi farlo ricadere. Forno a tamburo rotante

86 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale86 Forno a tamburo rotante

87 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale87 Vantaggi: connessi alla possibilità di trattare contemporaneamente rifiuti solidi e liquidi assai disparati; movimento di rotazione consenta una buona combustione dei rifiuti. Svantaggi: principali problemi dovuti alla durata del refrattario e alla necessità di grandi camere post combustione. Forno a tamburo rotante Vantaggi e Svantaggi

88 Ordine degli Ingegneri della provincia di Siracusa Commissione Legislazione e Tutela Ambientale giovedì 9 gennaio 2014 Via Arsenale n Siracusa Il processo, tecnologie dei Forni, dei Recuperi degli Inquinanti e Residui Ing. Barbara Tinè Ing. Marco Catinella Ing. Antonino Di Miceli


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