Progetto EcoDPI_ Pirogassificazione

Tra il 1920 e il 1940, in Europa furono sviluppati sistemi di gassificazione per autotrazione e nel corso della seconda guerra mondiale migliaia di veicoli furono equipaggiati con dispositivi a gas di gasogeno. In Italia si era abituati alla scarsità della benzina ben prima della guerra, quale conseguenza della guerra del 1935-36 con l'Etiopia. Il definitivo affermarsi del petrolio a basso costo causò negli anni 70 il totale abbandono dei sistemi di pirolisi/gassificazione e quindi, lo sviluppo, lo studio e la ricerca sul processo di pirolisi e gassificazione si arrestarono bruscamente. Negli anni 80, i primi segnali della crisi petrolifera causarono un rinnovato interesse nei confronti della gassificazione e si assistette ad alcuni e specifici programmi di ricerca. Per molto tempo le ricerche sono state mirate a migliorare vecchie soluzioni impiantistiche: la situazione è confermata dal fatto che molti impianti attuali hanno delle significative criticità costruttive e funzionali. L’attuale necessità è rivolta invece, a velocizzare la reazione del processo, perché lo scopo è massimizzare la produzione del gas, minimizzando il tempo di residenza del composto.

Durante il progetto sono stati individuati, rispettivamente, le tipologie di DPI utilizzabili, e le tecnologie funzionali ad una linea di gassificazione preferita alla pirolisi, Nella fase di sviluppo e realizzazione delle unità funzionali presso i fornitori, sono state eseguite prove adeguate, ossia verifiche in bianco dei funzionamenti delle unità del prototipo. Sono previste verifiche del corretto funzionamento di tutti i componenti, singolarmente, e nel loro insieme, con simulazione dei loop di avviamento e controllo, delle routine di sicurezza e verifica dell’allineamento tra quadro di controllo e utenze in campo. Le prove saranno eseguite con i fornitori, e rappresentano periodi di training per il responsabile che dovrà successivamente gestire in campo l’impianto.

Il progetto ha previsto la realizzazione di una linea pilota: la superficie impiegata ad ospitare il modulo di gassificazione progettato da 200 Kw, caricamento, gassificazione e cogenerazione, è circa di 600 metri quadrati.
Le condizioni di base in riferimento alle matrici in ingresso sono le seguenti: 

• Potere calorifico non inferiore 16.00 MJ/Kg sulla materia secca
• Umidità massima ammissibile 10% all'ingresso del gassificatore
• I rifiuti devono essere trattati, triturati ed essiccati prima di essere inviati alla coclea di caricamento del gassificatore
• I materiali devono essere forniti nella base di caricamento dell’impianto con granulometria non superiore a ø 3 cm oppure quadrato di 3*3*3 cm
• Peso specifico minimo 200 Kg/Mc
• Quantità annua di prodotti smaltiti circa 1.800 tonnellate (questo dato dipende dal potere calorifico dei rifiuti inseriti nel gassificatore).
• Assenza o comunque presenze insignificanti di materiali ferrosi, minerali, o comunque materiali inquinanti che provocano la produzione di particelle o componenti che possano pregiudicare il buon funzionamento del motore.

In presenza di inquinanti quali metalli pesanti, saranno estratti dall’impianto miscelati al carbone attivo o sali minerali inorganici, oppure nei liquidi di condensazione e questi dovranno essere successivamente trattati per il recupero o conferiti per lo smaltimento.

La gassificazione è la rottura di macromolecole per effetto di temperature elevate in carenza di ossigeno, in molecole di minor peso molecolare. A causa della temperatura elevata, i legami interatomici s’indeboliscono e si rompono formando dei composti instabili intermedi chiamati radicali che si ricombinano in strutture molecolari più semplici. La rottura dei legami molecolari forma una serie di prodotti a diverso peso molecolare che sono suddivisi in tre frazioni tutte combustibili: Una frazione gassosa (SYNGAS), una frazione che condensa a temperatura ambiente (TAR) e un residuo carbonioso (CHAR). 

- (SYNGAS) - Il SYNGAS è un gas di “sintesi” di tutti gli elementi energetici volatili, recuperabili. La frazione gassosa ha un buon potere calorifico ed è utilizzato oggi, per produrre energia elettrica e termica.

 - (TAR) - Il TAR è costituito da idrocarburi pesanti che per effetto della temperatura di processo, sono gassosi, ma si condensano in una varietà di sostanze organiche (oli), in solidi catramosi e in liquidi (acqua), e ha anch’esso un contenuto di energia notevole.

 - (CHAR) - Il CHAR costituisce la parte solida che rimane del materiale trattato. E’ composto da un residuo carbonioso finale di buone proprietà combustibili, oltre che da ceneri e inerti.

 Il trattamento nell’impianto prevede quindi la gassificazione in continuo, di sottoprodotti e rifiuti dell’agricoltura e dell’industria e in queste condizioni si ha una disgregazione dei composti solidi e la produzione di Syngas che può essere usato come un normale combustibile gassoso. Il Syngas viene depurato ad alta temperatura e subisce ulteriori depurazioni a freddo; il gas trattato è utilizzato in un sistema a ciclo combinato per la produzione di energia elettrica e termica attraverso un motore a combustione interna.