Gli scenari di sviluppo del termovalorizzatore. (o impianto di trasformazione e produzione?) Gianni Bidini

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1 Gli scenari di sviluppo del termovalorizzatore (o impianto di trasformazione e produzione?) Gianni Bidini Dipartimento di Ingegneria Università degli Studi di Perugia 1

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4 PRINCIPALI IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEI RIFIUTI PRESSO SAN ZENO: Termovalorizzazione e trattamento meccanico biologico Entrata in funzione 2000 Valori medi Comp. RSU (%) Vetro 7.00 Tessile 1.50 Plastica 12.6 Organico 20.3 Cart-Carto Legno 3.60 Metalli 6.50 Altri 12.7 Trattamento meccanico -biologico aerobico e compostaggio t/anno FOS t/anno FORSU (max complessivo t/anno) Selezione meccanica Termovalorizzatore t/anno RSU (max) Totale ingresso Impianto (max) t/anno RSU t/anno FORSU 4

5 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria L Impianto di San Zeno ha iniziato a svolgere la propria attività in modo continuativo da gennaio 2000 Nel corso degli anni sulle linee di produzione sono stati eseguiti i seguenti interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Linea di selezione meccanica ed accettazione del rifiuto 5

6 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Linea di incenerimento con produzione di energia elettrica Linea di biostabilizzazione della frazione organica proveniente dalla linea di selezione meccanica Linea di compostaggio Linea di trattamento dei fumi provenienti dalla linea di incenerimento 6

7 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Inoltre hanno permesso un lieve ma costante incremento delle capacità produttive dei reparti. A dimostrazione di quanto affermato e delle buone condizioni generali dei reparti produttivi, negli ultimi anni la produttività, invece che diminuire, come avviene di norma a causa dell obsolescenza delle attrezzature e degli impianti, è aumentata. 7

8 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria il reparto di compostaggio e trattamento potature, dalle iniziali tonnellate annue autorizzate nel 2008, dal 2013 è in grado di trattare fino a tonnellate annue di rifiuti compostabili. Inoltre è fase di presentazione una richiesta di ulteriore incremento dei quantitativi trattabili senza apportare modifiche impiantistiche; 8

9 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria la linea di termovalorizzazione negli anni 2012 e 2013 ha incenerito rispettivamente e tonnellate annue, a fronte delle tonnellate del 2011; a fronte di produzioni più elevate, i consumi totali dello stabilimento negli ultimi due anni sono diminuiti. Infatti nel 2011 si sono utilizzati MWh, nel MWh 9

10 Vita utile residua 10

11 Valore economico 11

12 L IMPIANTO ESISTENTE DI TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Sezione di selezione meccanica Scopo del processo: separare la frazione di RSU a maggiore potere calorifico da inviare al termovalorizzatore da quella con un maggiore contenuto di umidità da inviare a biostabilizzazione 12

13 L IMPIANTO ESISTENTE DI TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Sezione biologica Scopo del processo: produzione di un fertilizzante organico (compost) (FORSU) e/o riduzione della reattività biologica (FOS) mediante un processo aerobico Energia per ventilatori Aria (30-50kWh/t) 13

14 TERMOVALORIZZATORE: Processo e finalità (1/2) Ridurre i quantitativi di rifiuti residuali a discarica e recuperare energia mediante combustione 14

15 TERMOVALORIZZATORE: Processo e finalità (2/2) Ridurre i quantitativi di rifiuti residuali a discarica e recuperare energia mediante combustione Vapore Calore combustione RSU Turbina a vapore per produzione elettricità 15

16 TERMOVALORIZZATORE: L impianto di San Zeno Principali componenti Fosse Forno Caldaia Trattamento fumi 16

17 L IMPIANTO DI SAN ZENO: Principali componenti per il recupero di energia Gustave-Adolphe Hirn (August 21, January 14, 1890) 17

18 Torre di raffreddamento 18

19 L IMPIANTO DI SAN ZENO: Attuali e futuri quantitativi di RSU da trattare Attuale: t/anno RSU - PCI= * kcal/kg - Elettricità= MWh/anno - Elettricità/tRSU=440 kwh/t Obiettivi piano inter-provinciale: t/anno RSU t/anno scarti RD - PCI = 2700 Maggiore energia recuperabile 19

20 RIFERIMENTI NORMATIVI PER LE BAT NEL SETTORE DEI RIFIUTI BAT Migliori tecniche disponibili dal punto di vista Tecnico/tecnologico, Ambientale, Economico - Direttiva IPPC - Documenti riportanti le Brefs - D.M. 29 gennaio

21 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (1/2) Linea di Termovalorizzazione Componente Intervento BAT Gru a carroponte per carico rifiuti Vari Si Tramoggia alimentazione rifiuti Sostituzione Si Videosorveglianza combustione Telecamera 3 griglia Si Motori elettrici alto rendimento Sostituzione motori a basso rend. Si Ventilatore combustione Sostituzione con maggiori prest. Si Elettrovalvola portata aria comb. Installazione comm. frequenza Si Scambiatori di calore caldaia Sostituzione, rivestimenti Si Isolante vaporizzatore Sostituzione Si Recupero energetico Sistema pulizia scambiatori Si 21

22 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (2/2) Linea di Termovalorizzazione Componente Intervento BAT Riduzione rischi infortuni Sostituzione carpenterie metalliche Si DCS Nuovi cablaggi, miglioramento Si Acque di spurgo GV e TV Realizzazione cisterne per recupero Si Condensatore Potenziamento Si Trattamento fumi Motoventilatore di emergenza Si Abbattimento inquinanti Ridondanza linea carboni attivi Si Abbattimento gas acidi Potenziamento distribuzione reagenti, altre varie Si 22

23 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (1/2) Linea di Trattamento Meccanico Biologico Componente Intervento BAT Pesatura rifiuto Installazione sistema automatico Si Movimentazione ed alimentazione Sostituzione carroponte, Si trasportatori, altre varie Pre-trattamenti Nuovo trituratore, nuovo vaglio, e Si altre varie Sicurezza lavoratori Nuove strutture in carpenteria Si Sistema di controllo Nuovi cablaggi e nuovo DCS Si Processo biologico Nuovi ventilatori più efficienti e silenziosi Si 23

24 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (2/2) Linea di Trattamento Meccanico Biologico Componente Intervento BAT Trattamento arie esauste Nuovi biofiltri e ventilatori Si Separazione metalli Installazione nuova attrezzatura Si Risparmio energetico Nuovi motori ad elevata efficienza Si 24

25 TERMOVALORIZZATORE: Stato attuale e possibili implementazioni Stato attuale Presenza di BAT Presenza di BAT Presenza di BAT Forno: -Griglia - Camera di comb. Camera di Post. Comb. Generatore di vapore Linea di Trattamento Fumi 25

26 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni Attuale Possibili implementazioni: Ricircolo dei fumi = BAT Pareti raffreddate ad acqua=bat Riduzione eccesso d aria=bat Invio calore a sistemi terzi per produzione di energia = BAT 26

27 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni alla linea di trattamento fumi Attuale Possibile implementazione SCR=BAT Ulteriori filtri a maniche=bat Fumi Reattore a semisecco=bat Filtri a maniche=bat Carboni attivi=bat 27

28 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni alla linea di recupero energetico Ciclo ORC Scenario piano inter provinciale t/anno RSU con PCI=2.700 kcal/kg Incremento termico rispetto all attuale = MWh termici/anno 28

29 Ciclo ORC Fondamentalmente i fluidi di lavoro possono essere classificati in 3 categorie: secchi, isoentropici e umidi. Le categorie sono definite basandosi sulla pendenza William John Macquorn Rankine (Edimburgo, 5 luglio 1820 Glasgow, 24 dicembre 1872) della curva T-S (dt/ds) a tangente rispettivamente positiva, infinita e negativa. 29

30 Ciclo ORC Per l uso nei cicli ORC, i fluidi di lavoro secchi e isoentropici sono i più appropriati 30

31 Ciclo ORC 31

32 CONCLUSIONI Dalle valutazioni effettuate sull impiantistica esistente si può affermare: 1) L attuale impiantistica presenta diverse dotazioni rispondenti alle BAT; 2) E possibile introdurre nuove BAT con interventi di entità contenuta; 3) E possibile incrementare l efficienza energetica dell impianto mediante l adozione di un ciclo ORC; 4) E possibile incrementare il quantitativo di rifiuti trattati e con interventi di entità contenuta senza un incremento del carico ambientale complessivo. 32

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