Pirolisi ad altissima temperatura per lo smaltimento dei rifiuti senza inquinare

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2 PRESENTAZIONE

3 Hydrogenesys è un sistema brevettato per trasformare i rifiuti a componente organica (chimica del carbonio) in energia, elettrica e termica senza immettere in ambiente prodotti indesiderati; il nostro obiettivo è di avere emissioni zero. Siamo una compagine molto ben affiatata nelle sue componenti tecniche di progettazione, negli aspetti qualitativi di produzione dei componenti e nella promozione del prodotto, nella ricerca e negoziazione dei prestiti finanziari ed agevolazioni per Enti Pubblici e Ditte Private. La nostra filosofia si basa sulla ricerca della massima flessibilità, della migliore qualità e della competitività più intelligente.

4 La finalità per cui è nato il sistema di pirolisi chiamato Hydrogenesys è stato quella di smaltire i rifiuti a componente organica rispettando l ambiente e ricavandone il massimo dell energia tecnologicamente possibile. Il processo è stato messo a punto per ricavare essenzialmente combustibile idrogeno (le cui applicazioni andranno ad espandersi in modo dirompente nel futuro immediato), vetrificare le scorie inerti al fine di essere utilizzate in ambiente senza che possano cedere sostanze indesiderate, recuperare tutta la CO2 ed utilizzarla nell industria. Per ogni tipo di rifiuto ci saranno varianti sul tema del trattamento del gas pirolitico in uscita da Hydrogenesys ma la base di formazione del gas di pirolisi (H2 +CO2) è praticamente lo stesso.

5 PREMESSA GENERALE SULLA PIROLISI

6 La pirolisi, è un processo chimico conosciuto da diversi anni ed applicato sino dall ottocento nella produzione del gas di città utilizzando carbone ed acqua. Letteralmente pirolisi significa, rottura termica di una molecola di sostanza organica complessa in molecole semplici, fino a quelle elementari quali H2, CO, CO2 ecc utilizzando l energia derivante da una fonte di calore ad alta od altissima temperatura. Più la reazione avviene a temperatura alta ed in modo regolare e ben distribuita su tutta la massa, meglio si perviene a sostanze molecolari semplici non più scomponibili e ad un inquinamento dell effluente gassoso pirolitico tendente verso lo zero.

7 La pirolisi è, pertanto, un processo endotermico che opera la scissione di molecole organiche complesse, presenti nelle materie plastiche, nelle gomme, negli oli, nei solventi, nelle materie cellulosiche quali legno e carta, per produrre molecole strutturalmente semplici atte a generare, con la loro successiva ossidazione, energia termica ed energia elettrica. L ambiente interno del reattore di pirolisi deve essere riducente, ossia non deve essere presente aria e quindi ossigeno, agente ossidante per eccellenza, ed azoto che inevitabilmente potrebbe generare sostanze indesiderate quali gli NOx.

8 Gli inerti presenti nella sostanza da pirolizzare, a causa dell alta temperatura e dell ambiente riducente in cui avvengono le azioni di scissione delle molecole, tendono a vetrificare ed i metalli eventualmente presenti non si ossidano come avviene negli inceneritori. Non formandosi ossidi metallici, le ceneri e gli inerti vetrificati si possono utilizzare, dato che le prove sul loro eluato rientrano nei valori di legge.

9 Altro grande vantaggio della pirolisi è quello di avere un effluente gassoso formato solo da volumi ridotti alla miscela H2, CO, CO2 e poco altro e, quindi, eventuali inquinanti (ad es. HCI, H2S) sono facilmente eliminabili tramite opportuno lavaggio in piccoli reattori. Le diossine, visto il ciclo termodinamico della pirolisi Hydrogenesys, non hanno possibilità di formazione.

10 DESCRIZIONE DEL PROCESSO TECNOLOGICO

11 Hydrogenesys = Impianto a tecnologia avanzata per produrre energia pulita (termica - elettrica) partendo da rifiuti liquidi e solidi a componente organica (chimica del carbonio). Il processo si basa sul principio della pirolisi ad alta temperatura delle sostanze organiche (sostanze contenenti essenzialmente Carbonio ed Idrogeno) al fine di produrre gas H2 molto puro da utilizzare come combustibile in apparati quali: caldaie a vapore abbinate a turbina, in turbine a gas o in celle a combustibile, il tutto finalizzato alla produzione di energia elettrica che, oltre che ad alimentare i consumi energetici del ciclo, produce un surplus da utilizzare per i consumi energetici esterni.

12 I concetti essenziali su cui si basa questa tecnologia sono quelli di una pirolisi pulita e corretta, sviluppata ad alta temperatura, gestita con l ausilio dei sistemi di regolazione e controlli elettronici. Il risultato finale è la produzione di gas, costituito quasi interamente da Idrogeno molecolare (H2), che potrà essere utilizzato nelle celle a combustibile fuell cells non appena la loro produzione sarà industrializzata e resa competitiva, non tanto dal punto di vista del processo termodinamico che arriva al 60% di rendimento, ma quanto dal punto di vista del prezzo di mercato.

13 In prima battuta il combustibile ricavato dal processo Hydrogenesys verrà utilizzato in caldaie pressurizzate per produrre vapore da cui ricavare, con salto entalpico in turbina, energia elettrica oppure in turbine a gas abbinate a scambiatori di calore a condensazione per produrre energia elettrica e, ove occorra, acqua calda sanitaria e/o per riscaldamento. Il risultato finale sarà produzione di energia elettrica, energia termica ed eventuale recupero dell acqua condensata proveniente dalla combustione di H2 di pirolisi ed O2 atmosferico. Parte dell acqua pura sarà utilizzata nel ciclo stesso, mentre l esubero potrà essere usato sia come acqua pura (distillata), sia come miscela nell acqua potabile derivata da dissalatori.

14 La parte inerte presente nei rifiuti sia liquidi che solidi verrà vetrificata nel forno di reazione alla temperatura pirolitica ed estratta come materiale perfettamente inertizzato ed utilizzabile nella miscela dei manti stradali, nei cementifici o quale emendante per prodotti inerti.

15 Nell impianto Hydrogenesys entrano: Le materie seconde (i rifiuti) che qui diventano materia prima. Gli RSU (Rifiuti Solidi Urbani) debbono essere in fase preliminare resi sotto forma di CDR coriandolato (vedi legge Ronchi). Le materie plastiche riciclate, certamente non pure e quindi non più riutilizzabili per usi di produzione di oggetti, devono essere ridotte in pezzatura inferiore al centimetro, coriandolate ; i rifiuti già liquidi non necessitano normalmente di pretrattamenti specifici. a) Ossigeno puro ricavato dall aria con impianto autonomo ed alimentato con l energia elettrica prodotta nell impianto stesso. Acqua pura distillata o demineralizzata. I rifiuti a) forniscono il combustibile, l ossigeno b) è il comburente e l acqua c) è l agente ossidante

16 Dall impianto Hydrogenesys escono: a) Gas pirolitico utilizzabile tal quale in caldaie pressurizzate per fornire vapore ad alta pressione atto a produrre, con salto in turbina a vapore, energia elettrica ed acqua calda (energia termica); dopo condensazione si può recuperare anche l acqua. a) Inerti vetrificati Questa è la tipologia più semplice dell utilizzo del gas di pirolisi. Un impianto di buona potenzialità, con caratteristiche più performanti e più tecnologicamente avanzato deve prevedere la separazione dei gas pirolitici con il recupero della CO2 che viene venduta per i vari usi industriali; il costo di investimento per gli impianti utilizzati a tale scopo viene così ampiamente compensato.

17 Un impianto siffatto alla fine cede all esterno: 1) Idrogeno quasi puro che può andare in caldaia, in turbina a gas o in cella a combustibile a produrre energia elettrica e termica ed acqua residua esente da qualsiasi sale. 1) Inerti vetrificati da usare nelle costruzioni od altro. Anidride carbonica (CO2) da vendere per usi industriali. Questo ciclo completo di sfruttamento di Hydrogenesys chiude l anello nel modo schematizzato nel diagramma seguente:

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19 Questo è un circolo chiuso che non rilascia nulla di inquinante nel suolo e nell aria; si arriva a produrre energia elettrica, termica ed acqua pura dalle materie di scarto che, sino ad ora, hanno sempre prodotto un notevole impatto ambientale, sia come smaltimento in discariche controllate, sia come incenerimento nei forni inceneritori ricchi di emissioni di anidride carbonica nell atmosfera e grandi produttori di ceneri da discariche di categoria C. La nostra tecnologia è certamente utile data la sua funzione primaria di eliminare (senza ) i rifiuti di origine organica, solidi e liquidi (la quasi totalità dei rifiuti esistenti) ed è altrettanto utile in quanto la sua funzione secondaria è quella di produrre energia elettrica pulita (energia verde) nonchè energia termica ed acqua pura.

20 Si arriva alla completa eliminazione dei rifiuti senza perché i prodotti derivati dal processo sono: 1) ENERGIA ELETTRICA 1) ACQUA DEMINERALIZZATA 1) INERTI VETRIFICATI 1) IDROGENO 1) ANIDRIDE CARBONICA PER USO INDUSTRIALE

21 Il risultato finale al meglio delle prestazioni è quello di trasformare quanto è solo rifiuto da smaltire (rifiuto più o meno ingombrante e nocivo) in energia elettrica pulita e rinnovabile, in inerti utilizzabili ed in CO2 (anidride carbonica) per uso industriale. Il tutto è fattibile con un impianto ideato nel rispetto delle leggi della fisica e della chimica delle alte forme di energia ed originale come Hydrogenesys, la cui configurazione tecnologica, funzionamento e conduzione, sono oggetto di brevetto industriale regolarmente depositato.

22 Quella che segue è la descrizione dei suoi componenti innovatori: 1) INPUT: Apparato di immissione del prodotto nella camera del reattore di pirolisi ad alta temperatura. 1) VAPORE: Apparato di produzione del vapore ad alta temperatura ed alta pressione con recupero dell energia termica dai gas di pirolisi. 1) PIROLISI: Sistema di pirolisi ad alta temperatura ed altissima velocità.

23 4) RICIRCOLO GAS: Sistema di controllo, miscelazione gas, e turbolenza dei gas nel processo pirolitico. 1) CONVERTITORE: Convertitore di CO (ossido di carbonio) in CO2 (anidride carbonica) tramite catalizzatori. 1) SCORIE: Sistema di risolidificazione e separazione delle scorie inerti. 1) FILTRAZIONE: Filtrazione e riciclo delle polveri, dosaggio prodotti in polvere per la produzione degli inerti vetrificati.

24 QUENCING: Refrigerazione e lavaggio dei gas di pirolisi. 1) CONCENTRATORE: Sistema di arricchimento della miscela verso la produzione di idrogeno e preparazione della CO2 (anidride carbonica). 1) POLVERI: Riciclo polveri e dosaggio prodotti in polvere per solidificazione e per eliminare eventuali agenti inquinanti dal gas pirolitico. 1) MW/h: Produzione di energia elettrica per auto-consumo e per utilizzo esterno.

25 H2O: Condensazione e recupero acqua demineralizzata per riciclaggio impianto e per uso esterno, vuoi per uso acqua distillata o per essere usata come miscelazione in dissalatori marini. O2: Sistema ed apparato per produzione di ossigeno primario. Gli impianti sono costituiti da un singolo modulo che produce circa 6 MW/h di energia elettrica pulita che può essere implementato di modulo in modulo fino ad un numero massimo grandissimo.

26 MATERIALI PER PIROLISI

27 Con l impianto Hydrogenesys si possono trattare con procedimento pirolitico tutti i materiali a componente organica, in special modo quelli che contengono in prevalenza Carbonio ed Idrogeno. A seconda del tipo di prodotto si possono avere rese in idrogeno più o meno elevate. a) b) c) d) e) f) g) CELLULOSA POLIETILENE POLIPROPILENE POLISTIRENE CLORURO Dl POLIVINILE POLIBUTADIENE (gomma sintetica) POLIISOPRENE (gomma Caucciù) GOMMA SRB (gomme sintetiche)

28 h) POLIAMMIDE (nylon 6-10) i) POLIESTERI l) POLIACRILICI (perpex, plexiglas) m) Oli in genere n) Solventi e scarti di verniciatura o) CDR (Combustibile derivato da rifiuti) p) Legno e scarti q) Carta, cartone ecc. r) Vegetali e scarti di essi s) Parte umida dei rifiuti urbani (ora si usa per fare il compost) t) Scarti di raffinazione del petrolio e di prodotti derivati u) Ogni altro scarto industriale di cui si dia notizia e a cui bisogna fare una analisi per accertare la presenza di Carbonio ed Idrogeno nelle molecole.

29 Pesi Atomici dei principali componenti in chimica organica e composti: H 1, 008 C 12 O 16 N 14 H2O 18, 016

30 MATERIALI TRATTABILI TIPI DI PROCESSI POSSIBILI RISULTATI OTTENIBILI

31 Si possono trattare con questo tipo di impianto tutti i tipi di materiali organici (chimica del carbonio) e per ognuno di essi, si sono trovati parametri di trattamento di pirolizzazione e di pulizia del gas. I materiali da pirolizzare, se di natura solida devono essere preventivamente trattati e resi sotto forma di coriandolato come si usa per il CDR.

32 PROTOTIPO

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35 SCHEMA IMPIANTO

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38 TIPOLOGIA d IMPIANTO

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50 FINE