La tecnologia proposta da Fenergia prevede che in ogni apparecchiatura avvenga un fase ben distinta. Questo permette di contare sui seguenti punti di forza:
- il pirolizzatore è in grado di trattare qualunque materiale, senza limiti di pezzatura minima
- il gassificatore del tar e dei residui riesce già a produrre un gas con concentrazione di tar inferiore a 150 mg/m3, rendendo semplice ed economica la pulizia
- nel caso in cui il materiale produca un residuo così fine da non poter essere trattato nel gassificatore, l’impianto di autoregola continuando a funzionare e gassificando solo in parte il residuo stesso
- il sistema prevede una polmonazone del gas. È quindi possibile gestire il processo di produzione in modo tale da massimizzare la qualità del gas prodotto senza la necessità di inseguire immediatamente la domanda del motore.
La funzionalità non è solo conseguenza del processo, ma soprattutto è data dal dettaglio delle apparecchiature e da tutti gli accorgimenti che, sviluppati negli anni dedicati alla ricerca, permettono di superare i piccoli problemi che si innescano nel funzionamento continuativo delle apparecchiature e di non cadere vittima delle tipiche criticità degli impianti di gassificazione.
Reattore di pirolisi
Cuore dell’impianto è un reattore di pirolisi brevettato che permette un’affidabilità notevolmente maggiore rispetto ai comuni sistemi a tamburo rotante. Il nuovo design consiste fondamentalmente nel mantenere fisso il tamburo, ed attuare il rimescolamento del rifiuto mediante un agitatore interno. Questa scelta rende molto meno critiche le tenute e permette d’esercire il reattore in leggerissima pressione, evitando così all’origine il rischio di infiltrazioni di aria e conseguenti possibili esplosioni. Il riscaldamento viene effettuato dall’esterno mediante speciali bruciatori, funzionanti sia a metano che gpl (all’avviamento ed in caso di anomalie) che a gas di sintesi (nella marcia normale). I bruciatori utilizzati, oltre a permettere l’uso di diversi combustibili, sono dotati di un sistema di recupero interno del calore dei fumi di scarico, di conseguenza, pur dovendo scaldare la camera del forno ad alta temperatura, riescono a garantire un rendimento di combustione prossimo all’ 80%.
Trattamento gas di sintesi
Il sistema di pulizia del gas prevede due diversi trattamenti: una fase di gassificazione del tar con aria preriscaldata, seguita da una pulizia del gas a temperatura relativamente bassa (< 200 °C).
La pulizia del gas può venire attuata secondo due diversi sistemi: ad umido ed a secco.
Il sistema ad umido, sviluppato soprattutto per la gassificazione di rifiuti, prevede due lavaggi in serie: il primo consiste in un lavaggio con solvente organico a bassa volatilità per eliminare le sostanze organiche ad alto peso molecolare ancora presenti nel gas, il secondo prevede invece un lavaggio con soluzione acquosa basica per la rimozione dei gas acidi (H2S, HCl per es.) originati dal trattamento di particolari rifiuti.
Il sistema a secco permette di eliminare sia il lavaggio ad olio che quello acquoso, garantendo nel contempo un maggior controllo del tenore di polveri e microinquinanti (metalli) nel gas prodotto. Tale sistema, sviluppato inizialmente per biomasse verrà installato, con le opportune correzioni, anche sui nuovo impianti per rifiuti.
Trattamento residui di pirolisi
L’importanza del trattamento di gassificazione dei residui di pirolisi è legata soprattutto al tipo di materiale che deve essere trattato nell‘impianto. Infatti mentre le biomasse arrivano a generare quasi il 30% in peso di residuo carbonioso, i rifiuti a maggioranza di plastica ne producono quantità minime, inferiori al 5%. Nel primo caso è fondamentale che il residuo venga convertito anch’esso in gas di sintesi, nel secondo invece è accettabile una sua gassificazione parziale seguita da smaltimento in discarica.
Come noto la pirolisi di materie plastiche porta alla quasi completa volatilizzazione del materiale organico originario. Per cui in un processo efficiente l’unica attenzione deve essere destinata al trattamento dei prodotti gassosi della pirolisi, e le limitatissime quantità di residuo ottenute (< del 5% dell’organico alimentato), possono essere semplicemente destinate allo smaltimento in discarica.
Il residuo di pirolisi viene comunque estratto dal reattore insieme agli inerti inorganici eventualmente presenti nel materiale alimentato.
Viene quindi direttamente trasferito a caldo in un’apparecchiatura apposita, integrata con il reattore di gassificazione del tar dove il viene posto in contatto con un gas avente caratteristiche ossidanti a temperatura superiore a 1000 °C.
Il gassificatore, è oggetto della stesura di un brevetto, quindi in questa fase non possono esserne forniti dettagli, le qui caratteristiche vantaggiose sono:
- assenza di componenti critici dal punto di vista della resistenza ad alte temperature
- capacità di gestire qualunque residuo, permettendo un’efficienza di esaurimento comunque maggiore dei comuni gassifcatori downdraft ed updraft
- affidabilità di funzionamento: in caso di cariche di rifiuto che generino residui eccessivamente suddivisi, il sistema continua a funzionare ed automaticamente riduce l’efficienza di gassificazione ai valori opportuni
Speciali accorgimenti sono presi per evitare i problemi legati alla condensazione e deposizione dei sali vaporizzati dal letto di residuo sulle pareti interne delle apparecchiature.