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Termovalorizzatore

Definizione

Il termine termovalorizzatore indica un impianto di incenerimento di rifiuti, tal quali o trattati, in cui il calore sviluppato durante la combustione viene recuperato per produrre energia termica e/o elettrica.

Generalità

L’incenerimento rientra tra le operazioni di smaltimento dei rifiuti e consiste in un processo di ossidazione ad alta temperatura (combustione) che trasforma le sostanze combustibili presenti nei rifiuti in composti gassosi (circa 4.500-7.500 Nm3/tonnellata rifiuto) e in residui solidi sterili e inerti (scorie e ceneri) con conseguente drastica riduzione del volume dei rifiuti trattati (90% del volume – 70% del peso).
Il rendimento energetico è compreso tra il 19 e il 27% nel caso di sola produzione di energia elettrica; può raggiungere l’84% nel caso di produzione anche di energia termica (cogenerazione). Assumendo un potere calorifico medio dei rifiuti pari a 2300 Kcal/Kg, per ogni tonnellata di rifiuto trattata possono essere prodotti circa 0,67 MWh di elettricità e 2 MWh di calore.
Sono state realizzate diverse tipologie di termovalorizzatori, in relazione alle caratteristiche del rifiuto da trattare (rifiuti urbani, rifiuti speciali pericolosi e non pericolosi, fanghi derivanti dagli impianti di depurazione delle acque, combustibile derivato dai rifiuti-CDR). In ciascun impianto sono tuttavia sempre presenti le seguenti sezioni:

  1. accettazione, stoccaggio e alimentazione dei rifiuti;
  2. combustione (con annessa sezione di estrazione delle scorie);
  3. recupero energetico;
  4. trattamento fumi;
  5. sezione emissione dei fumi nell’atmosfera attraverso il camino.

Per la combustione dei rifiuti sono impiegate principalmente tre tipologie di forno:

  • a griglia;
  • a tamburo rotante;
  • a letto fluido.

I forni a griglia (fissa o mobile) sono tradizionalmente impiegati per la termovalorizzazione dei rifiuti solidi urbani grazie alla flessibilità di funzionamento che consente di ovviare alla diversità delle caratteristiche dei flussi in ingresso. Gli impianti più moderni adottano esclusivamente griglie mobili, orizzontali o inclinate, del tipo a gradini, raffreddate ad acqua per permettere una maggiore capacità termica.
I forni a tamburo rotante sono costituiti da un cilindro in acciaio, rivestito di refrattario, con asse inclinato verso lo scarico (1-3%) in modo da consentire, assieme alla rotazione, l’avanzamento dei rifiuti. Tali forni possono essere alimentati con rifiuti sia solidi che liquidi o con fusti e, pertanto, sono utilizzati soprattutto per lo smaltimento dei rifiuti industriali o ospedalieri.
I forni a letto fluido sono costituiti da camere verticali, rivestite con pareti refrattarie, all’interno delle quali i rifiuti da incenerire vengono mantenuti in sospensione da una corrente d’aria ascendente. Tali forni sono indicati soprattutto per la termovalorizzazione di combustibile derivato dai rifiuti (CDR) o di altro rifiuto preventivamente triturato e ridotto a idonea pezzatura.
I residui solidi derivanti dalla sezioni di combustione e di recupero termico (scorie e ceneri pesanti), costituiti da materiali inerti (vetro, porcellana, metalli), da materiali organici incombusti e da particelle solide di diversa natura aventi diametro di alcuni millimetri, possono essere in parte riciclati recuperando i metalli (ferro, alluminio, rame, piombo e zinco) e gli inerti in essi contenuti. Questi ultimi trovano impiego in edilizia nella produzione di aggregati leggeri, nella produzione del cemento in parziale sostituzione dell’argilla o della pozzolana, nella realizzazione di manufatti in calcestruzzo in parziale sostituzione del cemento o come materiale di riempimento nelle costruzioni stradali.
I termovalorizzatori debbono garantire il rispetto dei valori limite di emissione previsti dalla normativa vigente per quanto riguarda i seguenti inquinanti (D.lgs n. 133/2005): Polveri totali; CO; TOC; HCl; HF; SO2; NO2; Cd+Tl; Hg; Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V; Diossine e furani; IPA. Le emissioni sono monitorate in continuo e i dati trasmessi all’autorità competente.

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