DERCONS ISTAG Dissociazione molecolare (gassificazione) applicata ai rifiuti EPPM SYSTEM

La dissociazione molecolare applicata ai rifiuti

Dai rifiuti le nuove forme di energia pulita

Premesse

Lo smaltimento dei rifiuti è un problema mondiale difficile da risolvere, parte per volontà, ma principalmente per le difficoltà nel trattare-trasformare materiali disomogenei tra loro per caratteristiche di composizione chimico-fisica (metalli, inerti, organico) di pezzatura, per umidità e potere calorifico. Dal 1991 la “ Dercons Engineering & Consulting Group Ltd “ si è spinta a ricercare applicazioni e tecnologie per il trattamento di rifiuti, con il recupero energetico per la produzione di energia elettrica . Non sottovalutando l’ecocompatibilità, la convenienza economica, la reale applicazione al settore in scala industriale. Dopo molteplici ricerche sul mercato nazionale ed internazionale e con svariati test e sperimentazioni effettuate dal proprio staff tecnico, “ Dercons Engineering & Consulting Group Ltd “ - Ecology - Energy Industrial Division si propone come general-contractor per se stessa o per i propri clienti e/o partners applicando le tecnologie della dissociazione molecolare ai rifiuti, finalizzata al recupero di energia e di materia.

Cenni sul principio:

Il principio della dissociazione molecolare è stato inventato e sperimentato dai tedeschi durante la seconda guerra mondiale. Gassificavano il carbone per ricavarne idrogeno come combustibile di missili e razzi (scopo bellico). Da quel momento non se ne è pù parlato, fino al 1996, quando a Barrow, in Alaska, a seguito di un disastro ambientale, una petroliera si era inabissata perdendo tutto il carico (petrolio), venne costruito un impianto per trattare 3-4 tons/gg di petrolio misto a stracci, catrame e sabbia. Il problema si era manifestato come un disastro ambientale di dimensioni globali, perché gli inceneritori tradizionali dei rifiuti erano vietati, a causa delle loro emissioni, in Alaska, area protetta e considerata di tutela ambientale internazionale. Fino a quando non è stata identificata e scelta la tecnologia dell’americana SERENQ, e della svizzera EPPM AG , tecnologia che “ Dercons Engineering & Consulting Group Ltd “ rappresenta e che tecnologicamente è l’unica ad essere stata ritenuta la più idonea per la tutela dell’ambiente da molteplici organi nazionali, EU ed internazionali. La tecnica si basa su un principio chimico-fisico applicando basse temperature su tutti i materiali organici per un determinato lasso di tempo, le molecole si scompongono, e si passa da uno stato solido ad uno stato gassoso, un Syngas, CO; H2; CH4 e tracce di altri componenti, un gas sintetico che combusto è utilizzabile per la trasformazione in energia elettrica. Tale gas sintetico, a seguito di un trattamento di depurazione (filtrato dei vapori di cloro), può essere bruciato in una fase secondaria, miscelato ad ossigeno, dando luogo ad un processo di combustione a temperatura di circa 1200°C con un sistema di bruciatore-combustore ad altissima efficienza. Processo certificato EPA (Environmental Protection Agency). La fase successiva e finale del processo, è quella di inviare i fumi nello scambiatore di calore per consentire la formazione di vapore ad alta pressione; successivamente il vapore alimenterà la turbina per produrre energia elettrica, inoltre sarà disponibile vapore esausto per l’utilizzo della residua energia termica (trigenerazione).

Il vapore inoltre potrà essere stoccato e trasportato in appositi container (Eppm system) anche a lunga distanza via gomma o ferrovia per uso riscaldamento evitando così le tubazioni in uso per il teleriscaldamento.

Impianti operanti

A tutt’oggi sono operanti e/o in costruzione impianti con tecnologia dell’americana SERENQ, e della svizzera EPPM AG per lo smaltimento di rifiuti sia urbani che industriali mediante il processo della dissociazione molecolare (gassificazione) con recupero energetico elettrico e termico in vari paesi del mondo USA (Florida, Texas, Kentuchy ecc.) , Italia ( Lazio, Campania ) , Svizzera, Canada, Australia, Giappone, Russia, Malysia, nord Europa, ecc.).

Centri di ricerca e strutture Accademiche

Per circa 10 anni l’impianto sperimentale di Barrow è stato oggetto di ricerche e sperimentazione da parte dell’EPA e della Columbia University, specie sotto il profilo delle emissioni.

Attualmente sono in atto collaborazioni significative con importanti centri di ricerca e note strutture Accademiche come l’Università “La Sapienza” di Roma, l’Università “Federico II” di Napoli, la Columbia University di New York, l’Illionis University di Chicago, l’Università di Zurigo, ecc .

Riconoscimenti

Gli impianti hanno l’approvazione E.U. & E.P.A.

FLOW-SHEET

Evoluzioni

Possiamo definire il processo della dissociazione molecolare, come processo di conversione termo-chimica di un liquido o di un solido a matrice carboniosa in un gas combustibile, in presenza di agente gassificante. Con l’avvento dell’elettronica, dell’informatica, delle sonde e del PLC, è stato possibile applicare le tecnologie a materiali disomogenei, dal potere calorifico incostante come i rifiuti, mentre trattare scarti di petrolio o catrame poteva essere semplice visto il potere calorifico costante.

Il problema era gestire l’affluenza di ossigeno all’interno della primaria cella di gassificazione, quando il materiale presentava potere calorifico elevato, l’affluenza di ossigeno andava ridotta per evitare di entrare in combustione violenta che produrrebbe tutti quegli elementi dannosi per l’uomo e per l’ambiente come SOX, NOX e polveri sottili.

Quando il potere calorifico era troppo basso, l’affluenza di ossigeno andava aumentata per impedire l’interruzione del processo. Ciò è stato possibile con l’apporto tecnologico di sonde di temperatura e di composizione chimica del gas e sistemi informatici complessi.

Considerazioni su ceneri ed emissioni

Dato che il materiale viene trattato a basse temperature, si evita la precipitazione dei metalli pesanti, quindi le ceneri che si ottengono sono calcinate, inerti e contengono vetro, ceramica e metalli allo stato solido, completamente integro al punto che viene recuperato come materia.

I valori chimico-fisici delle ceneri rilevati sono i seguenti:

Considerato che quelle che in un impianto tradizionale si considererebbero emissioni, in questa realtà rappresentano il combustibile che servirà a produrre energia; pertanto il nostro Syngas viene sottoposto a trattamento già nella fase di processo secondario, e le uniche emissioni che si hanno sono quelle tipiche di una caldaia industriale.

Pertanto le emissioni di norma che si rilevano sono le seguenti (tenendo sempre presente che le emissioni potranno essere ulteriormente abbassate, quando richiesto eventualmente, dalle normative nazionali con le tecnologie in parte già presenti nell’impianto)

Efficienza della coogenerazione elettrica

Il processo brevettato della SERENQ americana che costituisce la fase di gassificazione primaria e combustione (syngas) secondaria, grazie al processo specifico che la società ha ottimizzato nel corso delle proprie applicazioni industriali consente di ottenere una resa elettrica più elevata rispetto a processi: similari.

La turbine impiegate hanno una garanzia di funzionamento continuativo di dieci anni, non richiedono per questo arco temporale nessun tipo di intervento di manutenzione in grado di fermare la propria produzione se non per danni strutturali non previsti.

Redditività

La soluzione economica ottimale è correlata alle dimensioni dell’impianto, infatti impianti a capacità produttiva più elevata, creano profittabilità più elevata che viene generata dalle più alte efficienze della massificazione/cogenerazione elettrica e dalla riduzione dei costi fissi unitari.

La tabella esemplificativa che segue, conferma quanto detto .

Il calcolo, per poter meglio comprendere, è effettuato con progetti di riferimento

Tipo A = circa 18.000 ton/anno a basso/ conferimento di rifiuto ( 50 Ton/gg )

Tipo B = circa 36.000 ton/anno a basso/ conferimento di rifiuto ( 100 Ton/gg )

Tipo C = circa 109.000 ton/anno a medio/ conferimento di rifiuto ( 300 Ton/gg )

L’ipotesi di riferimento è un rifiuto dotato di un poter calorifico:

di circa 10.900 MJ/Mg ( RSU dopo raccolta differenziata )per il Tipo A

e di circa 46.700 MJ/Mg ( RSU + IND -Tal quale ) per il Tipo B e Tipo C

Ovviamente

più alta è la profittabilità (quindi più basso il pay out) con rifiuti a più elevato potere calorifico.

* Possibilità di finanziare l’operazione con project financing garantito SOLO dal credito elettrico

Campo di applicazione

Considerato che questa tecnologia produce energia elettrica e vapore ( teleriscaldamento e/o refrigerazione), partendo da una base combustibile di biomasse e rifiuti ( rsu ecc.), si riesce ad inserire sia in strutture pubbliche (multiutility), che strutture private, come industrie o aziende per trattamento rifiuti. Si tenga conto che uno dei punti di forza dell’ecodigestore, sta nel fatto che può trattare qualunque tipologia di rifiuto indistintamente dalla pezzatura, che dalla composizione chimico-fisica, fatta eccezione per tutti i materiali inerti ( metallo, vetro, ecc), questi ultimi comunque li ritroveremo nelle ceneri che una volta vagliate si procede al recupero di materia.

Le seguenti tipologie di rifiuto sono idonee al trattamento:

Non sono idonei al sistema di trattamento solo le seguenti tipologie di rifiuto:

Altro punto di forza di questa tecnologia, sono le dimensioni contenute dell’impianto, e il fatto che non avverta la presenza di canne fumarie e ciminiere, fa si che non ci sia impatto violento con l’inserimento nel contesto architettonico.

SENREQ - Sustainable ENergy Recovery & Environmental Quality

Conclusioni

Da sopralluoghi e test effettuati presso vari impianti operanti con la dissociazione molecolare ubicati in vari paesi, la prima cosa che risalta in evidenza è il bassissimo impatto ambientale; la mancanza di canne fumarie, ciminiere, le dimensioni contenute degli impianti , e la compattezza degli stessi , fanno si che non ci si accorga affatto di trovarsi in prossimità di un impianto di smaltimento rifiuti, data anche la mancanza di cattivi odori e/o odori pungenti nell’aria, con l’assoluta mancanza di rumore classico per tutte le altre tipologie di impianti.

Una volta entrati negli impianti , ci si accorge subito che questa tipologia, non necessità di materiale pre-trattato, ma accetta benissimo un rifiuto tale quale, di qualunque pezzatura, (esempio: un materasso intero), e non richiede particolari caratteristiche chimico-fisiche del materiale, i particolari coefficienti ridotti di umidità, e il potere calorifico, incidono soltanto sulla resa di produzione di energia.

Il residuo solido (ceneri) è molto contenuto, circa il 3% del materiale caricato, e le ceneri non presentano tossicità e pericolosità per il loro smaltimento.

L’impianto è lineare, pratico, funzionale e armonico.

Dai parametri che si riscontrano dal software di controllo, e da test di verifica le emissioni risultano essere addirittura irrilevanti, rispetto ai parametri consentiti dalle normative e la resa energetica esaltante.

Sotto il punto di vista pratico, della funzionalità, dell’economicità, della resa, per non parlare della rapidità di realizzazione e messa in funzione ( mesi 810 ) , non abbiamo riscontrato svantaggi, tali da farci capire il perché molti operatori finanziari sono interessati a finanziare il progetto, specie se si esaminano i business plan..

( Rev. 10.04.2009 Led)

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WGTO Mobile System

Il sistema WGTO Mobile System della Eppm Ag è un innovativo sistema di dissociatore molecolare di piccole dimensioni ed in grado di essere trasportato su ruota mediante camion o altro mezzo idoneo, tramite ferrovia o posizionato su navi o piattaforme mobili.

Nel caso di WGTO trailer system (per camion), è in grado di ricevere fino a 5 tonnellate di rifiuto per ciclo di gassificazione, tenendo conto che un ciclo di gassificazione dura mediamente tra 8 e 12 ore, si può prevedere almeno un doppio ciclo di gassificazione per giorno.

La cella primaria è tarata per accogliere un minimo di circa 5 ton di rifiuto; quest’ultimo viene trasformato in syngas e trasferito nella cella secondaria.

L’energia termica (circa 400 kw/h)in uscita viene immagazzinata e stoccata in un apposito container termo-assorbente per poi essere impiegata secondo le diverse esigenze.

APPLICAZIONI SPECIALI “System Eppm ©“

Consulting, Engineering, Consulenza operativa e strategica, Supporto globale , Assistenza e Servizi per l’organizzazione, lo sviluppo, l’espansione e la competitività industriale, tecnica, commerciale ed economica nei mercati EU ed Internazionali.

Impianti innovativi applicati all’ ecologia e all’ energia, processi a dissociazione molecolare per il trattamento dei rifiuti .

Sistemi di cogenerazione e trigenerazione : dissociatori molecolari (gassificatori), sistemi fotovoltaici , eolici, motori endotermici.

Sviluppo di tecnologie innovative nel settore ambientale ed energetico.

UPDATED

17/05/2009

Energia - Risorse - Ambiente - Ecologia

RELAZIONE TECNICA -ESPLICATIVA: