Caratterizzazione chimico fisica delle biomasse legnose

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1 Caratterizzazione chimico fisica delle biomasse legnose Rossana Cerioni SIBE Srl Spin-Off dell Università Politecnica delle Marche BIOENERGY - Verona, 4 febbraio 2010

2 COMPONENTI DELLA BIOMASSA SOLIDA Aspetti energetici Umidità, Ceneri, PCS,PCI, CHN SOSTANZA ORGANICA Aspetti ambientali Cloro, Zolfo, Metalli pesanti SOSTANZA MINERALE ACQUA Aspetti tecnici Composizione frazione minerale Temperatura di fusione delle ceneri

3 CEN TC 335 BIOMASSE SOLIDE Parametro Unità di misura Metodologia Preparazione del campione - CEN/TS Umidità % peso su t.q. CEN/TS Ceneri % peso su t.q. CEN/TS Fusibilità delle ceneri C CEN/TS Massa volumica kg/m 3 CEN/TS Potere Calorifico Superiore MJ/kg su t.q. kcal/kg su t.q. CEN/TS Potere Calorifico Inferiore MJ/kg su t.q. kcal/kg su t.q. CEN/TS Durabilità meccanica % peso su t.q. CEN/TS C, H, N, S % peso su s.s. CEN/TS Ossigeno % peso su s.s. CEN/TS 15104* Cl, S % peso su s.s. CEN/TS Cr, Cu, Mn, Ni, Ar, Cd, Hg, Pb mg/kg su t.q. CEN/TS Na, K mg/kg su t.q. CEN/TS 15290

4 UNI TS PELLET Parametro Unità di misura Metodologia Diametro mm - Lunghezza mm - Umidità % peso t.q. UNI CEN/TS Ceneri % peso t.q. UNI CEN/TS Durabilità % peso s.s. UNI CEN/TS Agenti leganti % peso m.p. DIN Polveri % peso UNI CEN/TS Densità apparente kg/m3 UNI CEN/TS Potere Calorifico Inferiore MJ/kg t.q. UNI CEN/TS Azoto % peso s.s. UNI CEN/TS Cloro % peso s.s. UNI CEN/TS Zolfo % peso s.s. UNI CEN/TS Piombo + Mercurio + Cadmio + mg/kg t.q. UNI CEN/TS Cromo

5 Il LABORATORIO BIOMASSE dell Università Politecnica delle Marche Piani di monitoraggio e consulenza specialistica Caratterizzazione delle biomasse Attività Sviluppo di tecnologie per l impiego di biomasse nella produzione di energia Prove sperimentali Favorire la ricerca nel settore delle energie rinnovabili, in particolare lo sviluppo dell energia da biomasse e l impiego dei biocombustibili

6 APPROCCIO METODOLOGICO PER IL CONTROLLO E MONITORAGGIO DELLA QUALITA DEI MATERIALI NEI SISTEMI DI PRODUZIONE DI BIOMASSE E DI TRASFORMAZIONE ENERGETICA - Centrali a biomasse per la produzione di energia - Produttori di pellet e di biomassa solida

7 PIANO DI MONITORAGGIO E CONSULENZA SPECIALISTICA CENTRALE ELETTRICA A BIOMASSE

8 SERVIZIO PER IL CONTROLLO DELLA QUALITA Centrali energia Fornitori Risultati e reports MATERIALI IN INGRESSO Campioni LABORATORIO BIOMASSE Produttori MATERIALI IN USCITA OSSERVATORIO ARCHIVIO DATI E MATERIALI

9 ATTIVITA DEL LABORATORIO BIOMASSE: PROCEDURE CAMPIONAMENTO CAMPIONE DI BIOMASSA Massa volumica Contenuto di umidità Divisione del campione Stabilizzazione a 45 C Sottocampione SET DI ANALISI CHIMICO-FISICHE Macinazione Ceneri PCS PCI PCN CHN Elementi chimici

10 Metodi di campionamento Campionamento da cumulo Campionamento da nastro trasportatore CAMPIONAMENTO Strumenti di campionamento Campionamento manuale Campionamento meccanico CEN/TS e CEN/TS

11 MASSA VOLUMICA Contenitori a volume noto UNI CEN/TS 15103

12 CONTENUTO DI UMIDITA Stufa e bilancia UNI CEN/TS

13 PREPARAZIONE SOTTOCAMPIONI PER LE ANALISI CHIMICO-FISICHE - 1 Mulino macinatore UNI CEN/TS 14780

14 PREPARAZIONE SOTTOCAMPIONI PER LE ANALISI CHIMICO-FISICHE - 2 Mulini macinatore

15 Bilancia analitica CONTENUTO DI CENERI - 1 Muffola UNI CEN/TS 14775

16 CONTENUTO DI CENERI 2 Analizzatore termogravimetrico

17 POTERE CALORIFICO SUPERIORE - 1 Bomba calorimetrica Calorimetro UNI CEN/TS 14918

18 POTERE CALORIFICO SUPERIORE - 2 Calorimetro Parte interna bomba

19 ANALISI ELEMENTARE Analizzatore elementare Carbonio (%) Idrogeno (%) Azoto (%) UNI CEN/TS 15104

20 ELEMENTI CHIMICI - 1 Biomassa Forno a microonde ICP - Spettrofotometro Elementi maggiori: Al, Si, K, Na, Ca, Mg, Fe, Ti Elementi minori: As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Se, Te, V, Zn UNI CEN/TS 15297

21 ELEMENTI CHIMICI - 2 Biomassa GORGOGLIATORE Cattura gas di combustione in soluzione basica Decomposizione con bomba per combustione Elementi : Cloro e Zolfo UNI CEN/TS Cromatografo ionico

22 FUSIBILITA DELLE CENERI - 1 Analizzatore della fusibilità Provini di cenere UNI CEN/TS 14730

23 FUSIBILITA DELLE CENERI - 2 STATO INIZIALE DEFORMAZIONE SFERICA EMISFERICA FUSIONE Temperatura crescente

24 ESEMPIO DI CONTROLLO DELLA QUALITA DELLE BIOMASSE MONITORAGGIO DELL UMIDITA I Chart of Umidità (%) Individual Value UCL=49,21 _ X=44, LCL=39, Observation

25 ESEMPIO DI CONTROLLO DELLA QUALITA DELLE BIOMASSE MONITORAGGIO DEL POTERE CALORIFICO I Chart of PCN (kj/kg) UCL= Individual Value _ X=9108 LCL= Observation

26 ESEMPIO DI CONTROLLO DELLA QUALITA DELLE BIOMASSE MONITORAGGIO DEL CONTENUTO IN METALLI 25 I Chart of Cromo (ppm) 1 20 Individual Value UCL=12,30 _ X=5,81 0 LCL=-0, Observation

27 MONITORAGGIO DELLA QUALITA DEL PELLET PUNTI CRITICI - Campionamento: monitoraggio dei parametri di umidità, durabilità e contenuto di ceneri e loro variabilità nel tempo - Contenuto di ceneri

28 CONTENUTO DI CENERI DEI MATERIALI CASO DI STUDIO Fornitore abituale 1: 100% castagno, 100% pino, 100% pioppo, 40 60% faggio-pino, % pino castagno pioppo. Fornitore abituale 2: 100% abete,100% faggio Fornitori occasionali: 100% abete, 100% pino, SFR pioppo

29 CONSIDERAZIONI FINALI Il Piano di monitoraggio delle biomasse: - è un attività che potenzia e valorizza le analisi di laboratorio - rappresenta un input di produzione per l imprenditore - è uno strumento utile per il produttore per effettuare delle scelte - contribuisce a garantire la qualità delle biomasse

30 Grazie per l attenzione

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