Progetto Europeo MixBioPells

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1 Progetto Europeo MixBioPells Dario Molinari CTI Cremona, 19/03/2011 Supported by:

2 Partecipante Sigla Paese Ambito German Biomass Research Centre Bioenergy GMBH Technical Research Centre of Finland Technical Research Institute of Sweden Danish Technological Institute DBFZ Germania Ricerca & Sviluppo Biomasse BE2020+ Austria Ricerca & Sviluppo Biomasse VTT Finlandia Ricerca & Sviluppo SP Svezia Ricerca & Sviluppo DTI Danimarca Ricerca & Sviluppo PROTECMA PROTECMA Spagna Comitato Termotecnico Italiano Ricerca & Sviluppo, Ingegnerizzazione CTI Italia Ambito Normativo Supported by:

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8 Casi di studio - Filiera del pellet da potature di vite - Filiera del pellet da miscanthus e legno - Filiera del pellet da pollina Supported by:

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31 Risultati del progetto sulla combustione del pellet di pollina svolto per ARAL nell ambito del progetto pilota SATA Andrea Pizzi UNIVERSITÀ POLITECNICA DELLE MARCHE Dipartimento SAIFET

32 POLLINA Miscela di escrementi (deieizioni), lettiera (es. trucioli di legno o paglia), resti di cibo, uova rotte e piume proveniente dalla filiera di allevamento avicolo. Mangimi INPUT Integratori Promotori della crescita Farmaci Lettiera OUTPUT Pollina di Ovaiole (Deiezioni) Lettiera di Broiler (Deiezioni + Lettiera) Tipologia di Allevamento: Ovaiole (gabbia) Broiler (terra)

33 CARATTERIZZAZIONE COMBUSTIBILE COMBUSTIBILE Ambientali Tecnici Parametri fisico-chimici combustibile Umidità (U) Ceneri (Cen) Potere calorifico superiore (PCS) Potere calorifico inferiore (PCI) Potere calorifico netto (PCN) Carbonio (C) Idrogeno (H) Ossigeno (O) Azoto (N) Zolfo (S) Cloro (Cl) Sodio (Na) Potassio (K) Metalli (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb) Metalli N S Cl PCS PCI PCN Energetici Cen U C,H,O Na K

34 PELLETTIZZAZIONE POLLINA io tor (208La UNIVPM Fon te: UNIVPM POLLINA PELLET DI POLLINA 30-50% Lettiera di Broiler 30-80% Pollina di Ovaiola PCN broiler: MJ/kg PCN ovaiole: 6-6,5 MJ/kg Elevato No Umidità Contenuto energetico Odore Stabilità prodotto <10% Pellet pollina PCN broiler: 13,5-14 MJ/kg PCN ovaiole: 12,5-13 MJ/kg Basso Sì Bassa Omogeneità della granulometria Migliore regolazione combustione Elevata biomasee ); bora GASPO. CTIE

35 VANTAGGI DELLA PELLETTIZZAZIONE Aspetti di miglioramento della pellettizzazione: 1. Energetico 2. Conservabilità 3. Logistico a. Stoccaggio b. Trasporto 4. Regolazione più fine del dosaggio negli impianti

36 PIANO DI LAVORO 1. Caratterizzazione del pellet di pollina 2.Test di combustione su caldaia sperimentale: a.ottimizzazione combustione b.sistemi rimozione polveri c.sistema abbattimento NO x 3. Caratterizzazione delle emissioni e ceneri

37 CARATTERIZZAZIONE DEL PELLET Preparazione del campione CEN Mulino macinatore Contenuto di umidità CEN Stufa per T = 105 C Contenuto in ceneri CEN Muffola per T = 550 C Potere calorifico superiore (PCS) CEN Calorimetro Potere calorifico inferiore (PCI) CEN Calorimetro - Analizzatore elementare Potere calorifico netto (PCN) CEN Calorimetro - Analizzatore elementare C,H,N CEN Analizzatore elementare Ossigeno CEN Analizzatore elementare Cloro CEN Bomba di Mahler - Spettrofotometro ICP Zolfo CEN Bomba di Mahler - Spettrofotometro ICP Cr, Cu, Mn, Ni, Ar, Cd, Hg CEN Spettrofotometro ICP-OES Mineralizzatore microonde Sodio CEN Spettrofotometro ICP-OES Mineralizzatore microonde Potassio CEN Spettrofotometro ICP-OES Mineralizzatore microonde

38 CALDAIA SPERIMENTALE Impianto termico sperimentale Termocabi

39 CALDAIA SPERIMENTALE Configurazione 1 Configurazione 2 Configurazione 3

40 CARATTERIZZAZIONE EMISSIONI E CENERI Particolato UNI EN :2003 Prelievo fumi in camino metodo gravimetrico Umidità dei fumi UNI 10169:2001 Prelievo fumi metodo gravimetrico Analisi gas (CO, CO 2, O 2, NO x ) Dlgs 152/2006 Prelievo in continuo - analizzatore di gas Ammoniaca EPA CTM-027 Prelievo fumi da camino assorbimento su soluzione acida IPA Metodo interno Prelievo fumi in camino estrazione con solvente Analisi inorganica ceneri CEN Spettrofotometro ICP-OES Mineralizzatore microonde

41 RISULTATI ANALISI PELLET Idrogeno 4,4% Azoto 5,6% Ossigeno 27,4% Ovaiole Azoto 4,2% Idrogeno 5,7% Ossigeno 29,4% Broiler Azoto 0,1% Ossigeno 41,8% Legno Ceneri 27,9% Carbonio 34,7% Ceneri 19,3% Carbonio 41,5% Idrogeno 6,7% Ceneri 0,5% Carbonio 50,9% PARAMETRO Pollina Pollina Pellet ovaiole broiler legno Potere calorifico superiore kj/kg Potere calorifico inferiore kj/kg Potere calorifico netto kj/kg Zolfo % 0,16 0,27 0,01 Cloro % 0,19 0,36 <0,03 Arsenico mg/kg 1,97 0,72 <0,4 Cadmio mg/kg 0,87 0,7 0,33 Cromo mg/kg 7,55 6,45 0,17 Rame mg/kg 84,48 107,98 0,91 Mercurio mg/kg <0,2 <0,2 <0,2 Manganese mg/kg 615,76 635,72 86,8 Nichel mg/kg 8,53 9,92 0,84 Piombo mg/kg 6,01 3,8 2,49 Sodio mg/kg 3497,1 2588,9 4,41 Potassio mg/kg

42 RISULTATI ANALISI GAS mg/nm3 (11%O2) Ovaiola Legno Ovaiola Legno CO NO2x Parametro Pollina ovaiole Pellet di legno Ossigeno (O 2 ) % Anidride carbonica (CO 2 ) % 13,5-16,5 8,5-10 Monossido di carbonio (CO) * mg/nm Ossidi di azoto (NO 2x ) * mg/nm * Riferiti all 11% O 2

43 RISULTATI ANALISI IPA UNIVPM io Fon La tor te: IPA Pellet Pollina µg/mj Naftalene 8,70 Acenaftilene 1,69 Acenaftene 0,10 Fluorene 0,00 Fenantrene 1,35 Antracene 0,09 Fluorantene 0,14 Pirene 0,11 Benzo(a)antracene 0,02 Crisene 0,03 Benzo(b)fluorantene 0,04 Benzo(k)fluorantene 0,01 Benzo(a)pirene 0,01 Indeno(123-cd)pirene 0,02 Dibenzo(a,h)antracene 0,01 Benzo(ghi)perilene 0,02 Emissione totale 12,33 Pellet legno (stufa pellet tradizionale) µg/mj 67,32 9,96 0,00 0,00 1,07 0,00 4,33 3,61 0,46 1,45 0,98 0,00 0,49 0,29 0,00 0,48 90,45 biomasee bora

44 mg/nm3 (11%O2) RISULTATI POLVERI Polveri ~35 mg/nm 3 Nessuno Massa Filtrante Filtro Manica Combustibile pellet Elemento filtrante Emissione mg/nm 3 Legno Nessuno 50 Pollina Nessuno Pollina Massa Filtrante Pollina Filtro Manica 15-35

45 RISULTATI ANALISI AMMONIACA * 11% O 2 TEST Portata Urea NOx * NH * 3 livello g/min mg/nm 3 mg/nm , , , , , mg/nm3 (11%O2) Ovaiola Legno Ovaiola Legno CO NO2x

46 RISULTATI ANALISI CENERI Elemento Pollina ovaiole Caldaia Filtro Manica mg/kg As 1,26 n.r. n.r. Cd n.r. 1,497 2,46 Cr 5,2 10,55 161,4 Cu 59,8 373,4 200,8 Mn 505, ,81 Ni 7,86 44,96 54,31 Pb 6,11 15,96 57,98 Ca Mg Mo 7,58 91,42 46,46 Zn 529, K Al B 437, ,8 Ba 248, ,44 Na P , Ceneri di fondo caldaia Ceneri filtro a manica

47 CONCLUSIONI È possibile condurre la combustione della pollina su piccoli impianti termici SI RINGRAZIA PER L ATTENZIONE adottando i dovuti accorgimenti: Specifica regolazione delle condizioni di combustione Sistemi di filtrazione del particolato Introduzione sistemi abbattimento NOx (tipo urea) a.pizzi@univpm.it Rimane aperta la problematica della gestione delle ceneri