Progetto termovalorizzatore rifiuti per esame di stato ingegneria civile e ambientale, quarta prova

Movimentazione: ai fini di una maggior omogeneità, la movimentazione dei rifiuti all'interno

della fossa è garantita da una benna a polipo montata su carroponte, la stessa che effettua il

carico di rifiuti dalla fossa per alimentarli al forno a griglia.

La fossa è stata dimensionata per consentire accumulo minimo di giorni 2,6

nel tempo di accumulo fissato si accumulano: 588 ton di rifiuti (nominale)

588 ton di rifiuti (massima)

che per un peso per unità di volume di 0,350 ton/mc (dato di input)

205,73 mc

Equivale a un volume di scarpata naturale di

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La fossa è stata dimensionata considerando i seguenti tempi di stoccaggio:

Stoccaggio “scarpata naturale” 0,6 giorni

2,6 giorni

Stoccaggio geometrico 7,5 giorni

Stoccaggio “accatastamento maxi”

e considerando un peso per unità di volume dei rifiuti di

0,350 t/mc (rifiuto tal quale)

0,500 t/mc (rifiuto compattato nella fossa)

Quindi se il carico di rifiuti in ingresso all'impianto è [t/die] 226,08 (massimo)

Il volume da essi occupato si ottiene dividendo tale valore per il peso specifico:

Volume rifiuti (tal quale) stoccati in un giorno: 646 mc

Moltiplicando tale valore per i tempi di stoccaggio “scarpata naturale” e geometrico

si ottengono i rispettivi volumi:

Volume stoccaggio scarpata naturale: 374 mc

Volume stoccaggio geometrico: 1683,97 mc

Per determinare il volume dello stoccaggio “accatastamento maxi” si procede in modo

analogo ma considerando il peso specifico del rifiuto compattato: 452

Volume rifiuti (compattati) stoccati in un giorno:

Volume stoccaggio accatastamento maxi: 3406 mc

Per praticità adottiamo una fossa con dimensioni tali da rendere agevole lo scorrimento

del carroposte sopra di essa. Definiamo quindi una larghezza di non oltre 8-10 metri

ed altrettanto per la profondità. Ricaveremo la lunghezza di conseguenza, una volta

determinata la superficie dividendo il volume per l'altezza.

Altezza fossa: 8,0 m (la definisco io dell'ordine di 8-10 metri)

Superficie: 210,5 mq (volume stoccaggio geometrico/altezza)

Larghezza fossa: 8,5 m (la definisco io dell'ordine di 8-10 metri)

Lunghezza fossa: 25 m (superfcie/larghezza)

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Sezione di combustione e recupero termico

Schema a blocchi della sezione impiantistica 2, fisicamente costituita da forno e

caldaia.

La combustione dei rifiuti avviene in forno a griglia, costituito dai seguenti elementi

funzionali: canale di caricamento rifiuti, griglia e camera di combustione, aria comburente,

bruciatori d'avviamento ed ausiliari e sistema di raccolta e spegnimento scorie.

Caricamento rifiuti: i rifiuti stocacti e mivimentati nella fossa rifiuti, saranno prelevati dalla

benna e scaricati nella tramoggia di carico del forno; il canale di carico rifiuti sarà

normalmente tenuto pieno di rifiuti in modo tale da formare una barriera tra forno e locale

distoccaggio ed evitare, così, la fuorisucita di fumo. Un'apposita serranda di esclusione

interverrà quando, causa mancanza di rifiuti nel canale di carico, dovesse venire a mancare

l'isolamento tra forno e fossa di stoccaggio rifiuti. Un alimentatore posto alla base del canale

di carico dei rifiuti provvederà ad alimentare il forno in modo regolare e continuo.

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Griglia e camera di combustione: una volta ragiunto il forno,i rifiuti iniziano il processo di

combustione. La camera di combustione è delimitata inferiormente da una griglia avente le

seguenti funzioni: supportare il rifiuto in fase di combustione, distribuire l'aria primaria e

contribuire all'avanzamento del rifiuto verso il canale di scarico delle scorie; l'aria primaria,

assolve anche alla funzione di raffreddamento della griglia, con conseguente vantaggi in

termini di usura e durabilità della stessa. La griglia è suddivisa in realtà in tre porzioni e tra

l'una e l'altra vi è un salto di circa mezzo metro: tali salti contribuiscono al mescolamento ed

all'omogeneizzazione del mateiale. Sotto i tre settori della griglia sono presenti tramogge atte

al raccoglimento di particelle di materiale minuto o incombusto che sfuggono alla griglia.

L'aria di combustione viene aspirata mediante apposito estrattore dalla fossa rifiuti: ciò

permette di mantenere in leggera depressione il locale ed evitare, così, la fuoriuscita di

cattivi odori verso l'esterno. Si distingue tra aria primaria (insufflata attraverso la griglia) ed

aria secondaria (mandata direttamente in camera di combustione, con la funzione di fornire

l'ossigeno per completare la combustione e controllare la temperatura).

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Bruciatori d'avviamento e ausiliari: il primo avrà potenza nominale del 70% della potenza

massima del forno ad avrà la funzione di fornire energia termica per assicurare il

riscaldamento graduale e duniforme del forno nelle sole fasi di avviamento; il bruciatore

ausiliario, invece, con potenza nominale di circa il 30% della potenzialità termica del forno,

interverrà automaticamente qualora dovessero verificarsi dei transitori nei quali la

temperatura nella camera di combustione scendesse al di sotto degli 850°C (limite prescritto

dalla normativa).

Raccolta e spegnimento scorie: le ceneri e scorie cadranno in un estrattore a bagno

d'acqua, in modo tale da abbattere temperatura e ridurre la polverosità, e poi avviate in

apposita vasca di stoccaggio scorie. Le acque sporche saranno recuperare e rigenerate, al

fine di utilizzare sempre la stessa acqua ed evitare depauperamento di nuova risorsa idrica.

Recupero termico: avviene in una ccaldaia posta a valle della camera di combustione; nella

caldaia i fumi di combustione caldi cederanno il proprio calore al liquido circolante nella

caldaia, il quale potrà essere impiegato per il riscaldamento di acqua calda sanitaria o

teleriscaldamento dei locali.

Sezione di recupero energetico

Schema a blocchi

della sezione

Impiantistica 3

Nella sezione di recupero energetico si realizza l'espansione del vapore fino alla pressione di

condensazione, con conseguente generazione di energia elettrica mediante turbina ed

alternatore. Terminata l'espansione, il vapore esausto condenserà ad uscirà come acqua a

bassa pressione e temperatura. Lungo la turbina saranno previsti due spillamenti di vapore

per coprire il fabbisogno di vapore del degasatore e per il riscaldamento del condensato in

uscita. Pagina 8

Come illustrato nello schema, la turbina sarà del tipo a singolo flusso e da essa verranno fatti

due spillamenti di vapore per coprire il fabbisogno del degasatore e per il riscaldamento del

condensato in uscita dal condensatore ad aria.

La turbina potrà funzionare in modo accoppiato per il collegamento con la rete elettrica

nazionale oppure in isola, limitando la potenza prodotta ai soli fabbisogni dell'impianto. Per

una maggior elasticità di impianto e a garanziadella continuità del funzionamento d'impianto,

si adotterà l'opzione accoppiata con la rete elettrica, così da cedere in rete l'eccedenza di

energia elettrica risptto al fabbisogno d'impianto e, allo stesso tempo, attingere alla rete

elettrica nazionale qualora quella generata col trattamento dei rifiuti risultasse insuficiente.

Come alternatore si userà, pertanto, un sincrono trifase. 25,00%

Supponendo per la conversione termodinamica abbia un rendimento del

e considerato che la potenza termica sviluppata dai rifiuti è di [kW termici] 27661,63

si può dimensionare l'alternatore per una potenza elettrica di [kW elettrici] 6915

Considerato un funzionamento di [ore/anno] 7776 come definito all'inizio,

53.771.040,0 kWh/anno

l'energia elettrica potenzialmente disponibile sarà pari a 53.771,0 Mwh/anno

Che equivalgono a tonnellate di petrolio equivalente risparmiate di [TEP] 4623,48

(essendo 1 TEP = 41,860 MJ = 11,63 Mwh)

Sezione di trattamento ed espulsione fumi

Il sistema di trattamento fumi preleva i fumi in uscita dalla caldaia e li depura prima di

scaricarli in atmosfera. Tutta la linea di trattamento è tenuta in depressione da un ventilatore

posto a monte del camino, la cui altezza sarà specificamente definita sulla base delle

risultanze di appositi modelli di diffusione/dispersione/ricaduta degli inquinanti al suolo. La

tabella che segue riporta le emissioni dell'impianto, suddivise per provenienza.

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La linea di trattamento che si intende implementare è schematicamente riportata sotto:

Essa si compone di quattro stadi di abbattimento inquinanti prima del rilascio dei fumi in

atmosfera; tale configurazione, ampliamente collaudata, risulta affidabile, efficace e

flessibile, nonchè in grado di garantire un'emissione coerente con le indicazioni legislative in

materia di concentrazioni massime di inquinananti al camino.

ELETTROFILTRO

Il primo trattamento prevede un elettrofiltro avente lo scopo di eliminare la polvere di

granulometria più grossa contenuta nei fumi e rendere più performanti i trattamenti posti a

valle, primo fra cui il reattore nel quale avviene l'abbattimento dei gas acidi, degli ossidi di

zolfo ed un primo abbattimento delle diossine.

REATTORE

Nel reattore vengono introdotti bicarbonato e carboni attivi: il primo reagisce con le sostanze

acide, mentre i carboni attivi li adsorbono sulla propria superficie, assieme anche ai metalli

pesanti. In uscita dal reattore la corrente dei fumi è ricca di polveri fine derivanti sia dalla

combustione dei rifiuti ma anche dai sali che si sono formati a seguito della reazione del

reagente alcalino (bicarbonato) con i gas acidi, a cui si aggiungono i carboni attivi che hanno

inglobato inquinanti acidi e reagente ed eventuali residui di reagente non reagito: tali

particelle vengono rimosse col successivo filtro a maniche.

FILTRO A MANICHE

Col filtro a maniche i fumi sono costretti a passare attraverso uno strato di tessuto dalla

trama fitta (maniche) che, sia per effetto di un meccanismo di tipo fisico di filtrazione sia

grazie ad altri meccanismi più complessi, liberano i fumi dalle polveri, dai sali, dai carboni

attivi e reagenti in essi contenuti.

DENOX CATALITICO

Segue infine uno stadio appositamente inserito per l'abbattimento degli ossidi di azoto.

E' stato scelto un sistema del tipo DeNOx catalitico il quale, in virtù della presenza di

catalizzatori, fa avvenire la rezione più rapidamente ed a temperature più basse.

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Segue, infine, la tabella riportante il valore atteso per gli inquinanti e quello da conseguire

in base lla vigente normativa in materia di emissioni in atmosfera.

L'Autore declina ogni responsabilità per le eventuali inesattezze o errori riportati nel presente elaborato,

nonché per gli eventuali danni che dall'utilizzo dello stesso possono deri