Recupero energetico

Anche il recupero energetico rappresenta, come il recupero di materia, un importante e valida forma di valorizzazione del pneumatico. E tuttavia da ritenere una forma di recupero di secondo ordine, in quanto occorre sempre privilegiare il recupero di materia; anch esso è tuttavia strettamente legato alla minimizzazione dei rifiuti, degli impatti economici ed ambientali. Sia il riciclaggio di materiale che il recupero energetico offrono un alternativa complementare per poter trarre i migliori benefici di sviluppo sostenibile dalle risorse naturali e dei loro rifiuti e permettendo una riduzione del consumo delle risorse naturali. Circa il 25% dei pneumatici fuori uso in UE, e circa il 45% negli USA, sono utilizzati come combustibile alternativo in alcuni processi di recupero energetico, evitando così un minor consumo di combustibile fossile non rinnovabile. Tra le maggiori applicazioni: nei forni per la produzione del cemento o negli inceneritori per la produzione di energia elettrica, vapore, ecc.

______________________________________________________________________________ Il combustibile derivato da pneumatici TDF (Tyre Derived Fuel) abbraccia una serie di prodotti che vanno dal pneumatico intero al triturato e al chips. In Giappone e in USA, tra gli altri, il recupero energetico è il mezzo principale di valorizzazione del pneumatico fuori uso e dei rifiuti industriali. Recentemente, grazie allo sviluppo ed al perfezionamento dei metodi di controllo delle emissioni ed alla disponibilità di installare le migliori tecnologie disponibili per l abbattimento degli inquinanti, si è ribadito che l incenerimento rappresenta una risorsa di energia percorribile e con limiti di emissioni di IPA al di sotto della soglia limite dannosa alla salute umana.

La combustione in cementeria

Sempre maggiore è l utilizzo del PFU (pneumatico intero, metà pneumatico, ciabattato, triturato e chips) quale valido combustibile alternativo nell industria del cemento. I principali vantaggi che ne derivano sono sostanzialmente:

un significativo risparmio di materia prima, elettricità e di combustibile fossile non rinnovabile;

una riduzione di emissione di CO2 generato dal processo di produzione industriale;

una efficace soluzione al problema sollevato attraverso l incenerimento dei rifiuti prodotti. L utilizzo del pneumatico nel processo di produzione del cemento è particolarmente vantaggioso per la generazione di calore, purchè:

l energia recuperata dalla combustione dei pneumatici avvenga a temperature inferiori rispetto alla combustione del carbone (combustibile tradizionalmente più utilizzato);

tutte le parti costituenti il pneumatico vengano valorizzate; ci siano risparmi sulla materia prima che nel consumo di energia.

Fondamentalmente i forni possono operare attraverso due tipologie di processi: processo ad umido (wet) e processo a secco (dry). Alcuni dei più vecchi forni, spesso di piccola capacità impiantistica, utilizzano il processo wet , e affinchè possano utilizzare il pneumatico fuori uso come combustibile alternativo, dovrebbero conformare i propri impianti. Questi forni, sulla base della recente Direttiva sull incenerimento dei rifiuti, saranno inibiti dall operare con i pneumatici fuori uso. I forni nuovi utilizzano il processo dry e furono costruiti con l obiettivo di poter accogliere quantità elevate di pneumatici o in generale combustibile miscelato con altre tipologie di rifiuto.

La termovalorizzazione

generare elettricità; generare vapore; minimizzare i rifiuti;

recuperare materie prime quali fili di acciaio, ossido di zinco e solfato di sodio.

Per tali motivi nell industria dei pneumatici trova un crescente consenso l attività di smaltimento di questi rifiuti e degli scarti di produzione in appositi termovalorizzatori. Infatti i produttori ed i ricostruttori di pneumatici frequentemente ricorrono a questa operazione ottenendo un duplice vantaggio. Da una parte permette di avere a disposizione vapore necessario al processo di vulcanizzazione, e dall altra consente di operare una pratica di smaltimento e quindi di minimizzare la quantità di rifiuto. I pneumatici vengono bruciati in forni rotativi ed i gas provenienti dalla combustione sono recuperati in un caldaia a recupero la quale produce vapore surriscaldato o acqua. Nella caldaia vengono iniettati calce e calcare per rimuovere ossidi di zolfo dal flusso di gas. I fumi, dopo aver ceduto il loro contenuto entalpico all interno della caldaia, sono inviati ad un sistema di filtrazione generalmente costituito da due gruppi di filtri a maniche: nel primo viene eseguito un trattamento di depolverazione da cui si ricavano ceneri ricche in ZnO (circa il 65%), mentre nel secondo gruppo di filtri, tramite reazione con bicarbonato di sodio, si effettua la desolforazione, quindi sono espulsi attraverso il camino. A valle del processo viene aggiunto un turbo generatore per la produzione di energia elettrica ed un sistema di nastri che permette l estrazione e, attraverso l utilizzo di un vibrovaglio, la pulizia dei fili di acciaio derivanti dalle carcasse. Il forno permette alla materia volatile di bruciare velocemente assicurando che il tempo di permanenza per il pneumatico o la gomma sia sufficientemente lungo affinché il nerofumo sia totalmente bruciato mentre il metallo viene trattenuto (impedendo al pneumatico di passare nel forno senza essere distrutto).

La pirolisi

Il processo di pirolisi consiste in una degradazione termica in atmosfera inerte; i pneumatici subiscono un cracking termico a temperature intorno ai 500-600°C, scindendosi in una parte solida (char) ed una volatile, in parte condensabile; quest ultima può subire raffreddamento e condensazione portando all ottenimento di una frazione liquida e di una gassosa incondensabile. Il processo fornisce quindi come prodotti:

una frazione gassosa, costituita essenzialmente da idrogeno, metano, etilene, etano, ossidi di carbonio ed altri gas combustibili;

una frazione liquida, costituita da catrame, acqua ed una varietà di sostanze organiche (oli); una frazione solida, costituita dal residuo carbonioso, oltre che da ceneri, inerti, metalli, ecc.

______________________________________________________________________________ Le percentuali delle tre frazioni dipendono dalla temperatura, dalla pressione e dal tempo di residenza del rifiuto nel reattore, nonché dalle temperature a cui viene operata la successiva fase di condensazione. La proporzione relativa tra i vari prodotti dipende dal modo in cui si realizza il processo e dai parametri di reazione. Sebbene la pirolisi risulti un alternativa valida per il raggiungimento di un prodotto riutilizzabile attraverso la conversione del rifiuto pneumatico, essa deve risolvere alcune problematiche tecnologiche affinché si possano trovare applicazioni al trattamento del pneumatico, non per ultimo la valorizzazione della frazione solida (char) generata da questo processo. Il char prodotto nel processo di pirolisi può aprire interessanti scenari per le future sperimentazioni tra le quali il recupero di quantità di zinco. Tale prodotto, dopo trattamento termico a 550 °C può essere utilizzato come materiale di partenza per test sperimentali. Il carbonio proveniente dal processo di pirolisi, infatti, presenta delle caratteristiche simili all analogo naturale previo trattamento dalla durata di due ore con un flusso di acido cloridrico concentrato.

3.

VALORIZZAZIONE DEL PFU PER APPLICAZIONI NEL CAMPO