Proposta per la realizzazione, a fini energetici,
di miscele combustibili compatibili con l’ambiente
Premessa
La proposta si
basa sull’utilizzo di residui industriali non pericolosi e fanghi di depurazione
urbana, prodotti che attualmente vengono smaltiti in discarica con costi anche
rilevanti o, nella peggiore delle ipotesi, abbandonati sul territorio.
Poiché le
discariche saranno sempre più destinate a ricevere prodotti trattati e non
conferibili altrove, si ipotizza, per i prodotti sopra citati, un sistema di
smaltimento efficace, sicuro, compatibile con l’ambiente, che possa contribuire
anche al fabbisogno energetico nazionale.
Senza
addentrarsi nella trattazione delle tecnologie più idonee per la produzione di
energia, che potranno essere oggetto di un progetto successivo, riteniamo
opportuno e qualificante definire, proporre, realizzare e testare in
laboratorio le miscele combustibili più promettenti, in grado di soddisfare i
requisiti ambientali che ci si propone di ottenere.
Da una indagine preliminare
già svolta dal Greem risulta che attualmente vengono prodotti in Lombardia
41.000 ton/anno di fanghi (80% di secco) incrementabili di altre 23.700 con il
sistema depurativo di Milano a regime (Tab.1).
E' stata inoltre stimata
una produzione di 210.000 ton/anno di residui industriali non pericolosi quali pneumatici
usati, pulper di cartiera, biomasse, residui plastici, gomme da guarnizione, ecc. (Tab.2), con potere calorifico medio compreso tra
4.000-7.000 kcal/kg. Come si può vedere, questi prodotti hanno un elevato potenziale energetico
recuperabile sotto forma di calore o energia elettrica.
Si è perciò pensato di
finalizzare l’uso di tali residui alla realizzazione di combustibili che non fossero
un "misto casuale" tra fanghi e residui industriali, ma combustibili
con caratteristiche ben definite, progettati per produrre piccole quantità di
scorie, basse emissioni, alte rese energetiche, svincolati il più possibile da
oscillazioni dei costi causate da scarsità di uno o più componenti e da
variazioni di prezzo troppo consistenti, in pratica "combustibili qualificati".
1. Definizione delle miscele combustibili
Il criterio base adottato
per la definizione delle miscele combustibili è legato alla possibilità di
risolvere, in un territorio ben definito, il problema dello smaltimento dei
fanghi di depurazione e dei residui industriali non pericolosi.
Sulla base
delle considerazioni sopra riportate, tenuto conto delle ceneri prodotte e del
potere calorifico di fanghi e residui oltre che delle loro caratteristiche
chimico-fisiche,si sono ipotizzate miscele ottimali da sperimentare, con potere
calorifico diverso (ad es.3.000, 4.000, 5.000 kcal/kg).
Per facilitare la gestione dei residui
industriali non pericolosi e per sopperire, in un futuro, alle eventuali
carenze dei residui industriali individuati, si è ritenuto opportuno ampliare
la sperimentazione anche a miscele alternative, con il medesimo potere
calorifico ma con composizione merceologica diversa (almeno due per ogni potere
calorifico, per un totale di 6 miscele alternative).
.
2. Progetto
Il progetto si articola e
si svilupperà nelle seguenti attività:
-
Ricerca, approvvigionamento e caratterizzazione
del materiale combustibile
-
Realizzazione delle miscele combustibili da
testare in laboratorio e loro caratterizzazione
-
Test di laboratorio.
-
Analisi dei risultati e valutazione tecnica,
economica ed ambientale
delle prospettive per il
termoutilizzo delle miscele testate.
2.1
Ricerca, approvvigionamento e caratterizzazione dei fanghi da sperimentare
Il Greem, dopo aver stabilito i criteri per la definizione dei combustibili, individuerà prioritariamente tra i soggetti pubblici, i fornitori di fanghi che dovranno produrre i dati di caratterizzazione necessari alle valutazioni preliminari, sulla base delle quali si procederà ad individuare i fanghi più idonei alla prova.
I fanghi, con
il 20-25% di sostanza secca, saranno conferiti ad un centro di trattamento,
dove verranno ulteriormente caratterizzati.
2.2
Ricerca, approvvigionamento e caratterizzazione dei residui industriali non
pericolosi da testare
Il
recupero di energia dai residui industriali e fanghi di depurazione attraverso
un processo di combustione richiede che il materiale introdotto nel combustore
abbia adeguate caratteristiche fisico-chimiche per garantire la completa
ossidazione di tutto il materiale combustibile e condizioni favorevoli per il
contenimento dell'impatto ambientale
L'indagine
preliminare condotta attraverso consorzi di filiera, smaltitori e recuperatori
lombardi, ha evidenziato che i migliori componenti per la produzione di miscele
fanghi- residui industriali non pericolosi appaiono essere le materie
plastiche, il pulper di cartiera, gli scarti legnosi e la gomma (pneumatici
esausti oppure scarti della lavorazione di guarnizioni non utilizzabili in
altra maniera), dei quali esiste in Lombardia una disponibilità di circa
210.000 tonnellate/anno con potere calorifico medio compreso tra 4.000 e 7.000
kcal/kg.
Il Greem
individuerà i fornitori dei residui industriali che dovranno produrre i dati di
caratterizzazione dei residui proposti, necessari alle valutazioni preliminari,
sulla base delle quali si procederà ad individuare i residui più idonei alla progettazione e alla realizzazione delle
varie miscele.
Le caratteristiche chimico-
fisiche ed il processo per la produzione delle miscele fanghi/residui
industriali non pericolosi saranno definiti dal Greem in modo di conseguire,
per quanto possibile, i seguenti obbiettivi: compatibilità con il sistema di
combustione, completa ossidazione di tutto il materiale combustibile, minime
emissioni in atmosfera, minima corrosione dei materiali, residui solidi ridotti
in peso e con caratteristiche favorevoli per lo smaltimento con minimo impatto
ambientale o, meglio ancora, il riciclaggio.
I residui
ritenuti idonei saranno conferiti ad un centro di raccolta dove saranno
ulteriormente caratterizzati.
2.3 Realizzazione dei combustibili e delle
miscele alternative
Il fango e i residui industriali
ritenuti idonei ai tests di laboratorio, saranno conferiti in quantità adeguata
ad un centro di raccolta e trattati opportunamente per ottenere le miscele con
le caratteristiche definite nel progetto. In particolare i fanghi verranno
essiccati, i residui triturati fino alla granulometria stabilita, quindi
omogeneizzati con i fanghi per ottenere le miscele definite.
2.4
Caratterizzazione dei combustibili e delle miscele alternative
Una volta ottenuti i combustibili
desiderati e le miscele alternative, 9 in totale, si procederà alla loro
caratterizzazione mediante analisi elementare e valutazione delle principali
caratteristiche chimico-fisiche.
3.
Test di laboratorio
I test di laboratorio saranno condotti
utilizzando un combustore di piccole dimensioni, realizzato ad hoc, in grado di
simulare al meglio le condizioni reali di combustione che avverrà a una temperatura compresa tra 700 e
800°C con eccesso di ossigeno.
Nei gas combusti saranno campionati e
determinati, con le metodiche abitualmente.
impiegate per questi scopi sia i
macro-inquinanti che i micro-inquinanti, organici e inorganici.
Le stesse caratterizzazioni saranno
compiute sulle ceneri residue.
I test saranno eseguiti su 9 miscele
combustibili, ripetute 3 volte, per un totale di 27 tests.
4. Valutazione e analisi dei risultati
I
risultati dei test saranno oggetto di accurate valutazioni sotto il profilo
tecnico, economico
ed
ambientale che consentiranno di approfondire la conoscenza delle miscele
indagate e di
verificare
le prospettive e la possibilità di un loro termoutilizzo su grande scala da
parte delle
Amministrazioni
interessate.
I
risultati dei test e la descrizione dell'attività svolta, saranno oggetto di
uno specifico
rapporto.
5. Costi
I costi previsti per la
realizzazione dell’idea/ progetto sono i seguenti:
-
approfondimento indagine preliminare,
definizione delle miscele
combustibili, ricerca,
approvvigionamento e caratterizzazione dei
fanghi e dei residui
industriali non pericolosi, realizzazione di 9 miscele
-
realizzazione di un combustore di piccole dimensioni
in grado di
simulare al meglio le condizioni sperimentali
- realizzazione
tests di laboratorio per 9 miscele ripetute 3 volte
(totale 27 tests), determinazioni dei
macro-inquinanti, micro-inquinanti
(organici e inorganici) e
caratterizzazione delle ceneri
- raccolta,
valutazione e analisi dei risultati: stesura del rapporto finale
TOTALE
Nota: il Greem è a
disposizione per chiarimenti o
integrazioni che si rendessero necessari a una migliore comprensione del
progetto. E’ altresì disponibile a modificare, tagliare o integrare il progetto
in funzione delle necessità della Provincia di Milano
TAB.1 - QUANTITA' DI FANGHI PRODOTTI O PREVISTI A REGIME
TAB.2 - QUANTITA' DI RESIDUI INDUSTRIALI DISPONIBILI