Mothermik Impianti per la trasformazione di legna in energia elettrica

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1 Mothermik Impianti per la trasformazione di legna in energia elettrica E n e r g i a r i g e n e r a t i v a e C O 2 n e u t r a l e M a d e i n G e r m a n y Azienda membro della Bundesverband BioEnergie e.v.

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3 Bioenergia, energia elettrica e termica derivanti da legna locale. Il nostro concetto per la trasformazione di legna in energia elettrica è unico sul mercato. La nostra tecnologia innovativa e rigenerativa di cogenerazione si basa su più di 10 anni di lavoro di sviluppo, nonché sul know-how, accresciuto in oltre 25 anni, di un azienda pressoché indipendente dai fornitori. Il nostro obiettivo è stato lo sviluppo di un sistema automatico completo per la trasformazione di legna in energia elettrica. L attività continuativa è resa possibile dall adattamento della collaudata tecnologia dei motori a iniezione pilota e da un carburatore a legna appositamente sviluppato con tutte le componenti secondarie, come la logistica del legno, inclusi l essicatore e il trattamento di gas e acqua. Attualmente l impianto automatico per la trasformazione di legna in energia elettrica Mothermik è unico sul mercato. L impianto Mothermik si distingue per l elevatissimo standard di sicurezza tecnica (certificati CE, Atex, GS) e la tutela dell ambiente attraverso un costante monitoraggio delle emissioni. Con la produzione di energia CO2 neutrale tramite l utilizzo di legnami locali rinnovabili diamo un importante contributo alla riduzione della nostra dipendenza da fonti di energia finite di origine fossile. E in tal modo rispondiamo alla richiesta politica di una produzione di energia sostenibile, rispettosa del clima. Il principio funzionale Il combustibile consiste in legna genuina derivante dalla conservazione dei boschi e del paesaggio. La legna viene utilizzata sotto forma di minuzzoli (G50) con corteccia. Al processo non sono adatti invece le componenti vegetali annuali quali aghi, fogliame ecc. A seconda di come si presentano alla consegna, i minuzzoli vengono essiccati per raggiungere il contenuto di acqua necessario (< 15%). L energia termica necessaria a tale fine viene messa a disposizione dal processo in corso. L intera manipolazione della legna necessaria, a partire dal deposito di minuzzoli all interno dello stabilimento, viene effettuata automaticamente da un sistema intelligente di gru con benna mordente su tre assi. Tutte le attività di trasporto dalla zona di consegna fino al caricamento del carburatore vengono effettuate in modo efficace e a basso consumo energetico. Grazie al concetto di logistica del legno si può fare a meno della tecnologia di movimentazione convenzionale (coclea, pianale mobile, nastro trasportatore o movimentazione manuale). Il carburatore di legno viene automaticamente alimentato con la giusta quantità di minuzzoli. Con l aggiunta di aria come mezzo di gassificazione si produce continuamente gas ligneo. Alla fine del processo, prima del totale incenerimento, viene estratta una piccola quantità carbone coke polverizzato. Tramite un sistema di trasferimento a catena si raccoglie la polvere di coke in alcuni contenitori particolari; si può riutilizzarla come materia prima ad es. per la produzione industriale di carbonella. Non vi è alcuna necessità di smaltire le ceneri. Il gas ligneo caldo emesso dal reattore viene recuperato a vari livelli e successivamente condotto al motore a iniezione pilota, dove si brucia il gas ligneo con l aggiunta continua di una modesta quantità di olio di iniezione (biodiesel-rme). L impianto di riscaldamento composto dal motore a iniezione pilota con scambiatore del calore gas di scarico e generatore lavora completamente in cogenerazione. I flussi di aria calda del carburatore si possono utilizzare interamente per l essiccazione dei minuzzoli di legno o spaiarli in buona parte per l utilizzo esterno (riscaldamento, riscaldamento dell acqua o calore di processo con 80 C/60 C). L energia elettrica prodotta viene immessa nella rete pubblica e deve essere accettata dal gestore di rete locale con un rimborso conforme alle norme vigenti. 3

4 L impianto è dotato di un innovativa geometria del gassificatore e di un trattamento del gas molto efficace La zona d ossidazione Le reazioni chimiche della gassificazione del legno Pirolisi (endotermica/esotermica): polimeri del legno prodotti di pirolisi gassosi e liquidi Ossidazione (esotermica): C + O 2 CO 2 CxHy + (x + 1/ 4 y) O 2 x CO 2 + 1/ 2 y H 2 O Reazione di Boudouard (endotermica): C + CO 2 2 CO Reazione del gas d acqua (endotermica): C + H 2 O CO + H 2 C x H y + x H 2 O x CO + (x + 1/ 2 y) H 2 esotermica: produce energia endotermica: consuma energia Il gassificatore viene alimentato con il carburante precedentemente essiccato. Nella zona di essiccazione, a una temperatura in continuo aumento fino ai 200 C, l umidità della biomassa evapora. Durante la disgregazione dei composti chimici (pirolisi), a temperature tra i 200 C e i 700 C, si formano prevalentemente degli idrocarburi. Con l aggiunta di aria la gassificazione termochimica avviene nella brace omogenea della zona d ossidazione con temperature fino a C. Il gas ligneo vero e proprio e il carbone coke si formano nella zona di riduzione a una temperatura finale di 550 C ca. All uscita del reattore il gas ligneo prodotto affluisce verso il circuito del trattamento del gas. Si recupera così il pregiato carbone coke. Il trattamento del gas e dell acqua Il gas ligneo è un gas povero poco calorico (i principali componenti combustibili sono CO, H 2 e CH 4 ) con un potere calorifico di 1/7 ca. del potere calorifico di gas metano. All uscita del gassificatore il gas, contaminato con polvere di carbone coke, cenere volante e una gran quantità di idrocarburi incombusti (catrame di legna), ha una temperatura di 550 C ca. Soltanto il trattamento efficace del gas ligneo può garantirne un utilizzo motorico permanente. A questo scopo Mothermik utilizza un procedimento bistadio appositamente sviluppato. Al primo stadio si raffredda il gas a una temperatura adatta al motore (ca. 50 C) purificandolo dalle particelle di polvere (ved. figura con fiamma prepulita, di colore arancio-rosso a causa degli idrocarburi). Successivamente il gas viene condotto in un separatore redondante ad alta tensione che elimina le restanti particelle, gli idrocarburi a forma di goccia e la condensa (ved. figura con fiamma completamente pulita, di colore celeste a causa della purezza e del CO). Nel serbatoio di sedimentazione all interno del circuito di raffreddamento rapido dell impianto si deposita del fango composto da polvere di carbone coke, catrame di legna e acqua. Attraverso un sistema di trasporto automatico si evacua il fango dal sistema, raccogliendolo in appositi contenitori per il successivo smaltimento regolare. La condensa in eccesso viene immagazzinata nel circuito di raffreddamento rapido. Soltanto in condizioni d esercizio avverse si può verificare un eccesso di condensa che necessita dello smaltimento regolare. prepulita completamente pulita 4

5 Vincitore del Concorso di Innovazione 2004 della Regione Renania-Palatinato

6 Centralina, impianto CHP e lato caldo dell essiccatore sono disposti all esterno dell impianto. In caso di necessità, la benna mordente alimenta l essiccatore di minuzzoli con della legna fresca. Il caricamento del gassificatore avviene indipendentemente dal livello di riempimento attraverso un canale vibrante con paratoie. Tutti i procedimenti della gru, dell essiccatore e del carburatore si controllano tramite un quadro comandi con display e tastiera. EIl monitoraggio è completato da un ulteriore visualizzazione di tutti i parametri importanti. Lo standard consiste nel monitoraggio a distanza via modem e/o internet. L efficiente impianto idraulico con accumulatore di pressione garantisce lo spegnimento regolare in caso di black out o incidente. Il carbone coke viene automaticamente estratto dal sistema. Attraverso la coclea e il trasportatore a catena viene condotto in un apposito contenitore. Mothermik Impianto per la trasformazione di legna in energia elettrica Typ MTHG.CNm.250 La nostra fornitura comprende: Gassificatore con trattamento di gas e acqua Gru automatica con benna mordente e dispositivo di comando Essiccatore di minuzzoli di legno con dispositivo di comando Centralino con visualizzazione e teletrasmettitore di dati nel container Impianto di riscaldamento nel container sonorizzato, con collaudata tecnologia di motore a iniezione pilota, alternatore, comando SPS, scambiatore del calore gas di scarico, catalizzatore di ossidazione, condotto scarico fumi e torcia a gas ligneo Disponibile modulare con 1, 2 o 4 moduli a 250 kw ciascuno Supporto per la progettazione, la pianificazione e l esecuzione di procedure di autorizzazione Montaggio e collaudo Formazione dei gestori Assistenza clienti e approvvigionamento di ricambi 24 ore su 24 direttamente dalla Mothermik (in Germania) o dai concessionari Mothermik (all estero) Caratteristiche di un impianto monomodulare per la trasformazione di legna in energia elettrica (bilancio di massa) con riferimento a ore di servizio Ingresso /ora /anno Consumo di olio di iniezione (ca.)*) 7,0 litri litri Consumo max. di minuzzoli atro (ca.) 189 kg t Volume legna abete rosso/abete (ca.) 1,26 msr msr Peso specifico legna atro ca. 150 kg/msr (minuzzoli, abete rosso/abete G50) Uscita /ora /anno Estrazione di carbone coke (ca.) kg 105 t Potenza max. di erogazione elettrica 250 kw kwh Contributo di calore max. (ca.)**) 240 kw kwh *) Biodiesel (RME) **) Solo calore derivante dall acqua di raffreddamento del motore con 80 C/60 C. Tutti gli altri flussi di calore, con un livello di temperatura molto inferiore, si utilizzano per l essiccazione del carburante. La quantità di calore indicata può essere impegnata solo esternamente, con l accettazione del carburante d ingresso dell essiccatore con un contenuto medio d acqua di max. 35 %. Con un contenuto d acqua più elevato la quantità di calore diminuisce sensibilmente. Bilancio energetico dell impianto per la trasformazione di legna in energia elettrica con riferimento a ore di servizio Ingresso (riferito alla sostanza secca di carburante) Potere calorifico della legna H u atro Potere calorifico dell olio di iniezione H u (ca.) Ingresso legna atro (ca.) Ingresso biodiesel / RME (ca.) Q agg legna atro (ca.) Q agg biodiesel / RME (ca.) Q agg totale (ca.) Consumo proprio energia elettrica (ca.) Potenza max. di erogazione elettrica Uscita Uscita carbone coke (ca.) Q ero energia elettrica (ca.) Q ero energia termica (ca.) 5,00 kwh/kg 9,50 kwh/l t litri kwh kwh kwh kwh 250 kw 105 t kwh kwh Rendimento e entità specifiche Il coke si presenta η el dell impianto*) (ca.) % sotto forma di polvere con un Consumo specifico legna atro (ca.) 0,72 kg/kwh el potere calorifico Lavoro elettrico specifico (ca.) 1,25-1,40 kwh el /kg di 6,0 kwh/kg ca. e può essere Lavoro termico specifico (80 C) (ca.) 1,2 kwh th /kg utilizzato per la *) riferito ai minuzzoli (atro) secondo il suddetto ingresso, ingresso caricamento / produzione di energia elettrica al terminale generatore carbonella. 6

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8 Cogenerazione con competenza e esperienza. Energia rinnovabile Made in Germany. Wimmer, Lahnstein 2/2012 A 48 Koblenz A 61, uscita 43 Pfalzfeld A 61 M O S E L L215/K100 Pfalzfeld Kastellaun Simmern A 61 R H E I N A 61, uscita 43 Pfalzfeld Bingen A 66 Pfalzfeld A 61 Kirchberg Dove siamo: A 61, uscita 43, Pfalzfeld Su la L215/K 100 arriva dopo 1,5 km a Pfalzfeld. Seguirla la strada verso Laudert. Circa 300 Metre dopo la fine di Pfalzfeld a destra curvare, nella zona industriale. impianto CHP impianto per la trasformazione di legna in energia elettrica Mothermik GmbH, Industriestraße 3 D Pfalzfeld telefono +49 (0) 6746/ fax +49 (0) 6746/ info@mothermik.de Pfalzfeld/Hunsrück Tecnologia convenzionale e rinnovabile di cogenerazione Mothermik è un impresa del Wilms-Gruppe Tutte le indicazioni della presente informativa sono descrizioni di prodotti basate sulla nostra esperienza e sui nostri controlli. Non prendono in considerazione alcun dettaglio derivante da casi concreti di applicazione. Da tali indicazioni non deriva alcun diritto di garanzia. Le nostre condizioni di consegna si riferiscono all oggetto specifico. Ci riserviamo il diritto alle modifiche e/o aggiunte utili al progresso. Siamo a disposizione per eventuali chiarimenti tecnici.