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Impianto di trattamento emissioni essiccazione fanghi (fumane) Impianto di abbattimento fumi coincenerimento...

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Sommario

PREMESSA... 4

1. NATURA DEI SERVIZI OFFERTI ... 5

2. AREA IMPIANTO ... 6

3. DESCRIZIONE DELLE LINEE DI TRATTAMENTO ... 9

3.1. Materie prime utilizzate ... 9

3.2. Conferimento rifiuti in ingresso alla piattaforma - sezione ricezione e stoccaggio rifiuti ... 9

3.2.1. Descrizione del processo ... 9

3.3. Descrizione della LINEA 1 - Impianto di produzione e raffinazione CSS (Operazioni R12-R13) .. 12

3.3.1. Produzione e raffinazione CSS ... 12

3.3.1.1. Descrizione del rifiuto trattato dalla sezione di produzione e raffinazione CSS ... 12

3.3.1.2. Descrizione generale della sezione di produzione e raffinazione CSS... 13

3.3.1.2.1. Descrizione impiantistica sezione di produzione e raffinazione CSS ... 13

3.4. Descrizione della LINEA 2- Impianto di essiccazione fanghi (Operazione D9-D15-R3-R13) ... 15

3.4.1. Impianto di essiccazione fanghi ... 15

3.4.1.1. Descrizione del rifiuto trattato ... 15

3.4.1.2. Des izio e ge e ale dell’i pia to di essi azio e fa ghi ... 16

3.4.1.2.1. Descrizione impiantistica impianto di essiccazione fanghi... 16

3.5. Descrizione della LINEA 3 - Impianto di coincenerimento (Operazione R1-R11). ... 18

3.5.1. Descrizione del rifiuto trattato ... 18

3.5.1.1. Des izio e ge e ale dell’i pia to di oi e e imento ... 19

3.5.1.1.1. Scelta tecnologica ... 19

3.5.1.1.2. Descrizione impiantistica impianto di coincenerimento ... 20

3.4. SCARICHI NEI CORPI IDRICI, EMISSIONI IN ATMOSFERA E CONSUMI ENERGETICI ... 31

3.4.1. Produzione energia elettrica ... 31

3.4.2. Emissioni in atmosfera... 31

3.4.2.1. Emissioni generate dalle linee produttive ... 31

3.4.2.2. Trattamento emissioni stoccaggio... 32

3.4.2.2.1. Descrizione trattamento emissioni ... 32

3.4.2.3. Impianto di trattamento emissioni impianto CSS ... 32

3.4.2.3.1. Des izio e dell’i pia to di a atti e to ... 32

3.4.2.4. Impianto di trattamento emissioni essiccazione fanghi (fumane) ... 33

3.4.2.4.1. Des izio e dell’i pia to di a atti e to ... 33

3.4.2.5. Impianto di abbattimento fumi coincenerimento ... 45

(4)

2 3.4.2.5.1. Des izio e dell’i pia to di a atti e to ... 45 3.4.3. Scarichi nei corpi idrici ... 49 3.4.3.1. Reti di raccolta acque ... 49

(5)

3

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4

PREMESSA

La Società Ecoin S.r.l. con sede legale in via Lincoln, 30 - 92014 Porto Empedocle (AG), ha sviluppato un progetto per la realizzazione di una Piattaforma di Recupero e Valorizzazione dei rifiuti solidi da realizzarsi

ell’agglo e ato i dustriale di Aragona - Favara - 92026 Favara (AG).

La ealizzazio e dell’ope a p oposta p evede la ost uzio e e l’ese izio di un impianto di recupero e valorizzazione rifiuti solidi, costituita da tre linee così definite:

LINEA 1 - Impianto di produzione e raffinazione CSS (Operazione R12-R13);

LINEA 2 – Impianto di essiccazione fanghi (Operazioni D9-D15-R3-R13);

LINEA 3 – Impianto di coincenerimento (Operazione R1-R11)1.

Lo sviluppo del p ogetto segue le li ee dei p i ipi dell’i geg e ia hi i a e delle operazioni unitarie dell'ingegneria sanitaria - ambientale nonché delle migliori tecnologie disponibili (BAT) adottabili dal punto di vista tecnico ed economico.

1Art. 237-ter del D.Lgs. 152/06 , comma 1, lettera c) – “c) "impianto di coincenerimento": qualsiasi unità tecnica, fissa o mobile, la cui funzione principale consiste nella produzione di energia o di materiali e che utilizza rifiuti come combustibile normale o accessorio o in cui i rifiuti sono sottoposti a trattamento termico ai fini dello smaltimento, mediante ossidazione dei rifiuti, nonché altri processi di trattamento termico, quali ad esempio la pirolisi, la gassificazione ed il processo al plasma, a condizione che le sostanze risultanti dal trattamento siano successivamente

incenerite.

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1. NATURA DEI SERVIZI OFFERTI

La Società Ecoin s. .l. ha sviluppato un progetto per la realizzazione di un impianto di recupero e valorizzazione rifiuti solidi, costituita da tre linee:

LINEA 1 - Impianto di produzione raffinazione CSS (Operazione R12-R13);

LINEA 2 – Impianto di essiccazione fanghi (Operazioni D9-D15-R3-R13);

LINEA 3 – Impianto di coincenerimento (Operazione R1-R11).

LINEA 1

L’i pia to di produzione e raffinazione CSS sarà in grado di trattare una quantità massima di rifiuti solidi non pericolosi pari a 51.480 Mg/anno; tale quantità esprime la potenzialità impiantistica in termini di portata riferita ai rifiuti non pericolosi.

LINEA 2

L’i pia to di essiccazione fanghi sarà in grado di trattare una quantità massima di rifiuti solidi non pericolosi pari a 31.680 Mg/anno; suddiviso in due linee da circa 15.840 Mg/anno ciascuna, tale quantità esprime la potenzialità impiantistica in termini di portata riferita ai rifiuti non pericolosi.

LINEA 3

L’i pia to di coincenerimento sarà in grado di trattare una quantità massima di rifiuti solidi non pericolosi (fanghi essiccati e CSS) pari a 19.230 Mg/anno (10.534 Mg/anno di fanghi essiccati e 8.696 Mg/anno di CSS raffinato), tale quantità esprime la potenzialità impiantistica in termini di portata riferita ai rifiuti non pericolosi. Inoltre si ha una produzione di energia elettrica in grado di compensare il fabbisogno dell’i te a piattaforma e di cedere energia elettrica alla rete nazionale.

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6

2. AREA IMPIANTO

Dal PRG elativo alla zo izzazio e dell’a ea ove i siste l’a ea i dust iale della Ecoin s.r.l. isulta ha l’a ea è censita D1 Insediamenti produttivi esistenti e di completamento , ovvero zona con parti del territorio

o u ale desti ato all’i sedia e to di attività p oduttive, pe la zona industriale di Aragona - Favara - 92026 Favara (AG), come mostrato in figura sottostante: Stralcio PRG.

Dagli atti catastali, della proprietà della suddetta ditta, risulta che l’a ea di u i azio e dell’i pia to i ade al foglio n° 11 particelle n° 36, 873, 875, 877, 881, 882, 883, 884, 1073, 1074, 1075, 1211.

L’a ea sa à o pleta e te e i tata e o u ’este sio e o plessiva di i a 24.300 m2 di cui:

▪ 1.096 m2 circa di superficie scoperta impermeabilizzata;

▪ 8.147 m2 circa per gli edifici (capannone, tettoie, edificio uffici, cabina MT/BT, ecc);

▪ La restante area 15.057 m2 circa, è occupata dalla superficie scoperta non impermeabilizzata (aree a verde).

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7 Figu a: O tofoto dell’area di interesse

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8 Figura: Stralcio PRG

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3. DESCRIZIONE DELLE LINEE DI TRATTAMENTO

3.1. Materie prime utilizzate

Trattandosi di una piattaforma di gestione e trattamento rifiuti, le materie prime che saranno utilizzate ell’i pia to so o ostituite es lusivamente da:

rifiuti speciali non pericolosi in ingresso destinati alle attività di stoccaggio e trattamento;

reagenti chimici utilizzati per i trattamenti.

Analogamente i prodotti intermedi saranno costituiti da rifiuti in corso di trattamento prima di essere avviati ad altri impianti di terzi autorizzati per lo smaltimento definitivo.

3.2. Conferimento rifiuti in ingresso alla piattaforma - sezione ricezione e stoccaggio rifiuti

Nella piattafo a i pia tisti a, i tesa o e l’i sie e di tutti gli i pia ti e delle relative aree di pertinenza, i pa ti ola e elle apposite a ee i te e al apa o e ide tifi ate ell’apposita pla i et ia degli stoccaggi) interamente pavimentate e drenate vengono effettuate anche le seguenti operazioni di

recupero previste dall’allegato C, della parte IV, del D.Lgs. 152/06 e smi:

R12, Scambio di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate da R1 a R11;

R13, Messa in riserva di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate nei punti da R1 a R12 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui sono prodotti).

3.2.1. Descrizione del processo

La piattaforma impiantistica in esame è dotata anche della seguente sottosezione impiantistica:

Sezione ricezione e stoccaggio rifiuti in ingresso Ricezione del materiale

Controllo materiale Scarico materiale Stoccaggio rifiuti

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10 La gestione operativa della piattaforma impiantistica in esame comprende diversi aspetti che vanno dalle modalità di stipula del contratto di smaltimento, allo scarico dei rifiuti in piattaforma, alle modalità di conduzione degli impianti di trattamento ed infine, non meno importanti, agli aspetti connessi alla sicurezza nello smaltimento e nel recupero. Il sistema gestionale nel suo complesso è regolamentato da una serie di procedure e istruzioni operative che hanno il compito di definire le responsabilità e le modalità ope ative e di gestio e dell’i te a piattafo a o l’o iettivo di:

▪ garantire la conformità ai requisiti delle politiche ambientali, dalle prescrizioni di legge e di quanto convenuto contrattualmente con il cliente;

▪ prevenire situazioni di difformità rispetto agli obiettivi ambientali;

▪ ga a ti e la so veglia za delle attività he posso o ave e u i patto egativo sull’a ie te.

In particolare sono previste le seguenti tipologie di procedure/istruzioni:

▪ procedure gestionali;

▪ procedure di carico/scarico rifiuti;

▪ procedure di campionamento rifiuti;

▪ procedure di trattamento;

▪ istruzioni operative di manutenzione;

▪ manuali di uso e manutenzione degli impianti.

La gestione operativa della piattaforma è suddivisa nelle fasi di seguito riportate:

▪ omologa;

▪ stipula contratto di trattamento e smaltimento;

▪ pianificazione conferimento;

▪ ricezione e controlli rifiuti in ingresso;

▪ scarico rifiuti alle varie sezioni e/o stoccaggi;

▪ elaborazione dati;

▪ conduzione impianti e gestione dei processi di trattamento;

▪ trasporti e viabilità interna;

▪ sicurezza.

Lo scarico dei rifiuti è regolato da procedure che ne differenziano le modalità in relazione alla tipologia ed alla linea di trattamento cui sono destinati.

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11 In ogni caso valgono le seguenti prescrizioni generali:

▪ lo s a i o o può esse e effettuato i asse za dell’ope ato e addetto alla o duzio e della linea di trattamento e/o stoccaggio;

▪ lo s a i o o può ave e luogo se l’autot asportatore non è in possesso del documento di scarico o comunque se la scheda non è firmata da un addetto alla ricezione o dal responsabile del settore a conferma della regolarità dei controlli di ricezione;

▪ gli autotrasportatori devono essere dotati dei dispositivi di protezione individuale (DPI) previsti ell’a ea p esso la uale vie e effettuato lo s a i o dei ifiuti;

▪ al te i e dello s a i o dei ifiuti l’addetto alla li ea fi a il do u e to di s a i o a o fe a della regolarità delle operazioni;

▪ eseguito lo s a i o l’autot aspo tato e deve to a e i i ezio e pe la pesatu a della ta a, la determinazione del peso netto e la restituzione del documento di scarico.

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12 3.3. Descrizione della LINEA 1 - Impianto di produzione e raffinazione CSS (Operazioni R12-R13)

Nella piattaforma impiantistica, intesa come l’i sie e di tutti gli i pia ti, vengono effettuate le seguenti operazioni di e upe o di ui dall’allegato C del D.lgs. 3 Dicembre 2010 n.205:

▪ R12, Scambio di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate da R1 a R11;

▪ R13, Messa in riserva di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate nei punti da R1 a R12 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui sono prodotti).

L’i pia to di produzione e raffinazione, è composto dalle seguenti sezioni impiantistiche:

▪ 2 linee di produzione e raffinazione CSS;

▪ Sezione di pressatura e fasciatura CSS;

che verranno di seguito descritte dettagliatamente.

Figura - Schema di processo impianto di produzione e raffinazione CSS

3.3.1. Produzione e raffinazione CSS

3.3.1.1. Descrizione del rifiuto trattato dalla sezione di produzione e raffinazione CSS

Nell’i pia to di produzione e raffinazione CSS saranno trattati rifiuti solidi (CSS, imballaggi, ecc) non pericolosi già precedentemente selezionati.

L’i pia to di produzione e raffinazione CSS è costituito da una linea dimensionata per trattare un quantitativo di circa 13 Mg/h, l’i pia to fu zio e à pe 12 ore al giorno e per 330 gio i l’a o, ui di un totale 51.480 Mg/anno.

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13 3.3.1.2. Descrizione generale della sezione di produzione e raffinazione CSS

L’i pia to di produzione e raffinazione CSS descritto è composto dalle seguenti sezioni impiantistiche:

Sezione di produzione e raffinazione CSS;

Sezione di pressatura e fasciatura CSS;

I rifiuti solidi da t atta e so o sto ati all’i te o del apa o e su pavi e tazio e i pe ea ilizzata e provengono da conto terzi conferiti alla piattaforma.

Di seguito saranno descritte le sezioni impiantistiche.

3.3.1.2.1. Descrizione impiantistica sezione di produzione e raffinazione CSS

L’i pia to di produzione e raffinazione CSS è composto dalle seguenti sezioni impiantistiche:

▪ Tramoggia di carico e nastro di trasporto e pesatore, deferrizzatore;

▪ Raffinatore CSS;

▪ Nastro di trasporto, deferrizzatore;

▪ Nastro di trasporto per separazione balistica.

Le linee di produzione e raffinazione del CSS sono state dotata di appositi moduli per la produzione e raffinazione del rifiuto solido i e t ata all’i pia to, otte endo quindi un CSS di classe superiore con un elevata omogeneità, separando il materiale di scarto a basso potere calorifico e i metalli ancora presenti sfuggiti alle precedenti lavorazioni. La raffinazione del CSS inoltre abbassa i valori di cloro e mercurio nel successivo CSS prodotto. Il recupero di materie plasti he o se te all’i pia to g a de flessi ilità

ell’utilizzo e possi ilità di otte e e p odotti o la iglio e lassifi azio e e e geti a.

La te ologia p oposta, i a o do o le i hieste del lie te, po e l’atte zio e alla p oduzio e di combustibile solido secondario (CSS) di alta qualità utilizzato per il recupero di energia rispondente alle specifiche ed alla classificazione fornite dalla UNI EN 15359: 2011.

Questo processo è garantito dalla possibilità che offre la tecnologia di sottrarre da un lato i polimeri a basso potere calorifico e he o t i uis o o all’i alza e to dei valo i di lo o e e u io e dall’alt o di

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14 miscelare materiali a più alto potere calorifico in modo da poter regolare i parametri caratteristici del CSS prodotto.

La tramoggia di carico, dotata di nastro estrattore con velocità variabile gestita dal sistema di supervisione, provvede ad alimentare il successivo sistema di trasporto composto da un nastro trasportatore-pesatore dotato di un sistema di pesatura in continuo (il cui segnale è utilizzato per la regolazione della portata in uscita dal nastro estrattore a palette) e di deferrizzatore per il recupero del materiale ferroso che viene stoccato in un cassone. Il nastro trasportatore alimenta il raffinatore, il quale è composto principalmente da un rotore di frantumazione combinato con due controlame per una massima efficienza di taglio e conseguente elevata omogeneità dimensionale del materiale ottenuto.

Il materiale in uscita dal raffinatore, CSS, viene scaricato su un nastro dotato di deferrizzatore per il recupero del materiale ferroso che viene stoccato in un cassone. Successivamente il CSS raffinato viene scaricato su un nastro di trasporto a velocità elevata per la separazione balistica del materiale di scarto a basso potere calorifico, in modo da aumentare la qualità del CSS trattato.

U a pa te del CSS i us ita dall’i pia to di produzione e raffinamento viene inviata alla sezione di coincenerimento dove viene miscelato con i fanghi essiccati in uscita dalla linea 2. La restante parte del CSS raffinato viene inviata alla sezione di pressatura e fasciatura dove il CSS viene pressato e imballato.

Il materiale in uscita dalla pressa, che compatta il materiale riducendo gli spazi vuoti, viene inviato alla filmatrice. Quest’ulti a u a spe ifi a appa e hiatu a he o se te la fas iatu a auto ati a o fil plasti o di alle di ifiuti C““ . L’uso di uesta a hi a vie e i t odotto ell’i allaggio di p odotti sfusi di piccola pezzatura, al fine di evitare dispersioni di ate iale ell’a ie te i osta te, fa ilita do il trasporto e proteggendo la balla in caso di esposizione ad agenti atmosferici.

Tale fasciatura rende possibile lo stoccaggio in aree aperte evitando tutti i problemi connessi allo stoccaggio dei rifiuti, rendendo possibile lo stoccaggio in aree aperte. Fasciando i blocchi di rifiuto, questi possono pe a e e all’ape to a he pe lu ghi pe iodi se za da e p o le i di pe olato e odo i he i a go o isolati o l’este o. I olt e i volatili e i odito i o ve go o osì att atti dai ifiuti e l’e osiste a o vie e alterato.

Tutte le apparecchiature sono captate e le arie esauste inviate alla sezione di trattamento aeriformi, dettagliatamente descritta di seguito.

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15 3.4. Descrizione della LINEA 2- Impianto di essiccazione fanghi (Operazione D9-D15-R3-R13)

Nella piattaforma impiantistica, intesa come l’i sie e di tutti gli i pia ti, vengono effettuate le seguenti operazioni di s alti e to e e upe o di ui dall’allegato B e C, della parte IV, del D.Lgs. 152/06:

▪ D9, Trattamento fisico-chimico non specificato altrove nel presente allegato, che dia origine a composti o a miscugli eliminati secondo uno dei procedimenti elencati nei punti da D1 a D12 (ad esempio evaporazione, essiccazione, calcinazione, ecc);

▪ D15, Deposito preliminare prima di uno delle operazioni di cui ai punti da D1 a D14 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui sono prodotti).

e e upe o p eviste dall’allegato C Di e e . :

▪ R3, Riciclaggio/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi;

▪ R13, Messa in riserva di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate nei punti da R1 a R12.

Figura - Schema di processo impianto di essiccazione fanghi

3.4.1. Impianto di essiccazione fanghi

3.4.1.1. Descrizione del rifiuto trattato

Nell’i pia to di essiccazione fanghi saranno trattati fanghi non pericolosi.

L’i pia to di essiccazione fanghi è costituito da due linee ciascuna, ogni linea è dimensionata per trattare un quantitativo di circa 2 Mg/h ognuno, l’i pia to fu zio e à pe o e al gio o e per 330

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16 gio i l’a o, ui di u totale .8 Mg/a o pe li ea. Le due linee di essiccazione fanghi trattano un quantitativo complessivo di 4 Mg/h per un totale (24 ore al giorno e pe gio i l’a o) di 31.680 Mg/anno.

3.4.1.2. Descrizione ge e ale dell’i pia to di essiccazione fanghi

L’i pia to di t atta e to i esa e ostituito dalle segue ti sezio i i pia tisti he:

Sezione di essiccazione

I fanghi non pericolosi da trattare sono stoccati in una vasca in calcestruzzo armato opportunamente i pe ea ilizzata all’i te o del capannone e provengono da conto terzi conferiti alla piattaforma.

Di seguito saranno descritte le sezioni impiantistiche.

3.4.1.2.1. Descrizione impiantistica impianto di essiccazione fanghi

Il fango umido viene stoccato in una vasca in calcestruzzo opportunamente impermeabilizzata e successivamente caricato, tramite una benna a polipo, su una tramoggia dotata di coclea che scarica direttamente nell'essiccatoio.

Il fango viene quindi scaricato sui tappeti di essiccazione, che trasportano la massa da essiccare, questi sono formati da una se ie di p ofilati fo ati e essa i pe il passaggio dell’a ia , t ai ati da ate e late ali.

La velocità dei tappeti è regolabile automaticamente tramite inverter posti nel quadro elettrico di comando.

Nel i lo auto ati o, il o t ollo dell’u idità del p odotto i us ita dall’essi atoio viene gestito tramite un di controllo umidità. Le sonde di rilievo temperature, poste nel mezzo dei due tappeti di essiccazione, trasmettono i dati rilevati al PLC di comando il quale, elaborandoli automaticamente e continuamente, effettua la variazione della velocità dei tappeti di essiccazione e dell’ali e tato e di a i o, a te e do

osta te l’u idità del p odotto i us ita dall’essi atoio.

Gli eventuali corpuscoli pesanti filtrati sotto i tappeti di essiccazione sono raccolti dai tappeti di pulizia che as hia do sul pavi e to di appoggio dell’essi atoio li convogliano in una coclea che estrae lateralmente.

Il fango essiccato vie e i fi e s a i ato t a ite due o lee all’i te o di u a vas a i al est uzzo impermeabilizzata, che funge anche da stoccaggio del materiale in ingresso da inviare al coincenerimento.

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17 CICLO DELL'ARIA:

La circolazione dell'aria viene attuata mediante l'utilizzo di ventilatori assiali posti all'ingresso della camera di essiccazione e ventilatori centrifughi posti all'uscita.

L'aria viene aspirata dal capannone e dalle vasche di stoccaggio del fango in ingresso e la convoglia allo scambiatore di calore dove viene riscaldata e successivamente insufflata nella camera sottostante il tappeto inferiore di essiccazione in modo da attraversare il prodotto umido da essiccare posto sul tappeto stesso, per poi essere recuperata ed aspirata attraverso il tappeto superiore in modo da ottenere il massimo sfruttamento della temperatura.

Il se o do ve tilato e aspi a tutta l’a ia satu a di u idità he vie e i viata al sistema di trattamento fumane, dettagliatamente descritto in seguito.

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18 3.5. Descrizione della LINEA 3 - Impianto di coincenerimento (Operazione R1-R11).

Nella piattaforma impiantistica, intesa come l’i sie e di tutti gli i pia ti, vengono effettuate le seguenti operazioni di e upe o di ui dall’allegato C, parte IV, del D.Lgs. 152/06:

▪ R1, Utilizzazione principalmente come combustibile o come altro mezzo per produrre energia;

▪ R11, Utilizzazione di rifiuti ottenuti da una delle operazioni indicate da R1 a R10.

L’i pia to di t atta e to chimico-fisico rifiuti solidi pericolosi e non pericolosi, è composto dalle seguenti sezioni impiantistiche:

▪ Sezione di gassificazione;

▪ Recupero energia termica e produzione energia elettrica;

che verranno di seguito descritte dettagliatamente.

Figura - Schema di processo impianto di coincenerimento

3.5.1. Descrizione del rifiuto trattato

Nell’i pia to di coincenerimento saranno trattati rifiuti i fanghi essiccati dalla linea 2 e una parte del CSS raffinato proveniente dalla linea 3, opportunamente miscelati dalla benna a polipo utilizzata anche come sistema di alimentazione.

La sezione di coincenerimento verrà dimensionata per trattare un quantitativo complessivo di circa 2,43 Mg/h, l’i pia to fu zio e à pe 24 ore al giorno e per 330 gio i l’a o, ui di u totale 19.230 Mg/anno (10.534 Mg/anno di fanghi essiccati e 8.696 Mg/anno di CSS raffinato).

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19 3.5.1.1. Descrizione generale dell’i pia to di coincenerimento

L’i pia to i esa e ostituito dalle segue ti sezio i i pia tisti he:

Sezione di gassificazione

Post-combustore

Recupero energia termica e produzione energia elettrica

Raffreddatori a secco

Il rifiuti solidi, CSS e fanghi essiccati provenienti rispettivamente dalla linea 1 e dalla linea 2, utilizzati come combustibili, sono stoccati in una vasca in calcestruzzo impermeabilizzata e opportunamente miscelati dalla benna a polipo utilizzata a he o e siste a di ali e tazio e dell’i pia to di gassifi azio e.

Di seguito saranno descritte le sezioni impiantistiche.

3.5.1.1.1. Scelta tecnologica

Il cuore della piattaforma è rappresentato dalla sezione di valorizzazione energetica del fango essiccato e CSS tramite un impianto di gassificazione.

Il processo di gassificazione può essere definito come la conversione termochimica di un combustibile solido o liquido in un gas, attuata mediante la presenza di un agente gassificante (aria/ossigeno e/o acqua/vapore) conducendo ad una sua parziale combustione. Il processo di degradazione termica avviene a temperature elevate, la miscela gassosa risultante costituisce il fluido che viene definito gas di sintesi sy gas . Quest’ulti o può esse e u iato direttamente o convertito in combustibile sintetico oppure utilizzato per produrre metanolo o idrogeno. Oltre al produrre syngas si otterranno materiali di scarto sotto forma di ceneri con dei residui di processo chiamati char e tar. La composizione ed il potere calorifico del sy gas p ove ie te dalla gassifi azio e va ia a se o da dell’age te gassifi a te i piegato, della tipologia di materiale in ingresso e del tipo di tecnologia di gassificazione utilizzata.

I vantaggi della gassificazione sono diversi:

▪ Versatilità rispetto alle caratteristiche del materiale in ingresso: con la tecnologia della gassificazione è possibile recuperare energia da ogni materiale a base di carbonio;

▪ Sostenibilità energetica del processo globale: le reazioni, anche complesse, che avvengono durante il processo di gassificazione con aria, producono sufficiente calore da autoalimentare tutto il p o esso, evita do osì l’appo to di e e gia p i a ia dall’este o ad es. eta o, gasolio, ecc.).

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20

▪ Ridotto impatto ambientale e di emissioni aeriformi: in questa tecnologia non è il combustibile solido ad essere bruciato, come nelle tecnologie tradizionali di incenerimento, ma con essa viene estratto un gas (syngas) che rappresenta il vero combustibile. Essendo quindi la combustione di un combustibile gassoso, si realizzano tutti i vantaggi in termini di facilità di gestione del processo, ridotti volumi complessivi e di aria necessaria, emissioni di inquinanti molto ridotte rispetto alle tecnologie tradizionali.

▪ Miglioramento del rendimento di conversione grazie alla conversione di un combustibile solido in uno gassoso.

3.5.1.1.2. Descrizione impiantistica impianto di coincenerimento

La piattaforma impiantistica di recupero energetico da fanghi essiccati e CSS è suddivisa nelle seguenti sezioni:

1. Sezione di carico e alimentazione fanghi essiccati e CSS 2. Sezione di gassificazione e ossidazione syngas

3. Sezione di post-combustione 4. Sezione di recupero energetico 5. Raffreddatori a secco

6. A ia utilizzata dall’i pia to di coincenerimento

1. Sezione di carico e alimentazione

Il sistema di carico e alimentazione del combustibile, fanghi essiccati e CSS, dovrà essere tale da assicurare un flusso costante, controllabile e continuo al gassificatore.

Questo consiste in una benna a polipo che miscela e preleva il combustibile da una vasca in calcestruzzo armato opportunatamente impermeabilizzata. Successivamente il combustibile viene scaricato in una tramoggia dotata di una coclea di alimentazione che alimenta il gassificatore.

2. Sezione di gassificazione e ossidazione syngas Processo di gassificazione

Il p o esso di gassifi azio e u o dei iglio i e più effi ie ti etodi pe e upe a e l’e e gia o te uta i u ’a pia va ietà di ate iali utilizza ili o e o usti ile. La gassifi azio e i p ati a o ve te l’e e gia chimica contenuta nel combustibile in energia termica utilizzabile per produrre energia elettrica, per il riscaldamento civile ed industriale mediante teleriscaldamento e per gli usi interni, annullando di fatto gli apporti esterni di energia primaria necessaria all’attività i dust iale.

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21 I substrati utilizzabili nel processo di gassificazione possono essere tutti i materiali contenenti una matrice a base di carbonio.

La caratteristica principale di tale tecnologia è che il combustibile, ovvero il materiale che viene effettivamente bruciato per ricavarne energia, non è quello solido in ingresso, come avviene invece negli impianti tradizionali di incenerimento, ma è un gas estratto dalla stessa materia solida. Questa è la profonda differenza tra la gassificazione e i processi tradizionali di incenerimento.

Il materiale solido utilizzato subisce, infatti, una serie di reazioni complesse, in assenza di aria, alla fine delle quali si sviluppa un gas ricco di idrogeno, chiamato gas di sintesi o syngas. Sarà questo gas estratto dal

ate iale solido il ve o o usti ile da ui si e upe e à l’e e gia te i a.

Alla fine del processo di gassificazione si otterrà un residuo solido non pericoloso, da cui sarà stata estratta tutta la parte con contenuto energetico. La quantità di tale residuo rappresenta circa il 20 % del materiale in ingresso.

La gassificazione termochimica è una tecnologia di conversione in cui il materiale organico reagisce con l'ossigeno per produrre principalmente monossido di carbonio (CO) ed idrogeno (H2). Il principio di funzionamento di questa tecnologia non è molto differente dalla combustione, dove il materiale organico reagisce anche in questo caso con l'ossigeno, sebbene i prodotti principali di reazione siano anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O . L’avere condizione di gassificazione o di combustione dipende dal rapporto aria combustibile scelto.

Pe ese pio, se assu ia o he la io assa a ia fo ula CHαOβ, possia o app ese ta e la gassificazione e la combustione rispettivamente:

Dalle entalpie di reazione, si nota una seconda differenza fra i due processi. La combustione è basilarmente una tecnologia di conversione di energia chimica di una sostanza in calore, mentre la gassificazione converte un vettore solido di energia chimica in un vettore gassoso di energia chimica. Il gas ottenuto dalla gassificazione può essere bruciato a sua volta, producendo la liberazione dell'energia chimica del gas sotto forma di calore.

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22 Come agenti di gassificazione possono essere usati sia l'aria, sia l'ossigeno, sia il vapore, nel nostro caso viene usata aria come agente gassificante.

La gassificazione ha buone prestazioni su rifiuti omogenei a matrice organica e come nel caso in esame su una miscela di fanghi essiccati e CSS.

Nei processi chimici di gassificazione si individuano tre fasi distinte di reazione:

• pirolisi (FP)

• combustione

• riduzione del carbonio (CR).

La reazione di combustione nella zona FP è molto più veloce rispetto a quella di gassificazione nella zona CR, il che implica che la velocità globale di gassificazione della biomassa sia controllata dalla cinetica in CR.

La biomassa entra nella zona FP ad alta temperatura, dove è convertita in char (si tratta di un agglomerato di natura piuttosto complessa costituito principalmente da carbonio, ceneri, composti sulfurei e idrocarburi volatili, originato dalla pirolisi delle biomasse e/o dalla loro parziale combustione) e volatili.

La gassificazione del char avviene attraverso la successione di cinque passi:

1) diffusione dei reagenti attraverso il film stagnante che circonda la particella, fino alla superficie esterna della stessa;

2) diffusione del gas attraverso i pori verso il centro della particella;

3) adsorbimento, reazioni superficiali e desorbimento sulle pareti dei pori e/o sulla superficie esterna;

4) diffusione dei prodotti fuori dai pori;

5) diffusione dei prodotti attraverso il film stagnante verso l'ambiente gassoso di reazione.

Uno sugli altri, più di uno o addirittura tutti questi passi possono risultare determinanti nel processo di gassificazione, dipendentemente dalle condizioni di temperatura, pressione, composizione del gas e grado di avanzamento delle reazioni.

La combustione ha inizio quando i composti volatili reagiscono con l'ossidante. Il processo di pirolisi- combustione nella zona FP è dominato da reazioni esotermiche, i cui prodotti sono sostanzialmente C, CO2, H2O; in questa zona parte dei volatili sono crackizzati in CH4.

I prodotti uscenti così dalla zona FP vanno nella zona CR, dove dominano le reazioni endotermiche: il calore prodotto dai processi di pirolisi-combustione è qui trasformato in energia chimica dei prodotti di gassificazione, quali H2 e CO. Per la continuità, la concentrazione dei prodotti uscenti dalla zona FP dovrà uguagliare la concentrazione iniziale dei reagenti nella zona CR.

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23 Evidentemente qui all' inizio la concentrazione di H2 e di CO sarà nulla, o perlomeno è possibile assumerla tale in prima approssimazione (in realtà non è così, soprattutto riguardo al CO che in genere si forma come incombusto durante la fase di combustione).

Fisicamente ciò può essere giustificabile dal fatto che, in pirolisi, si creano le condizioni termodinamiche e cinetiche affinché possa svilupparsi in maniera non trascurabile la reazione C + 2H2 = CH4 tra parte del carbonio e dell'idrogeno presenti nella biomassa; inoltre, un po' di metano è quasi certamente prodotto anche per cracking termico degli idrocarburi pesanti contenuti inizialmente nel combustibile.

Nella zona di riduzione del carbonio (CR) vige una temperatura variabile tra i 700°C e i

900°C: a temperature inferiori ai 900°C, il trasferimento di massa e la diffusione dei reagenti attraverso i pori delle particelle di carbonio sono processi più veloci rispetto alla reazione chimica, ne consegue che è la cinetica di quest'ultima il fattore di controllo della rapidità del processo globale di formazione del gas combustibile.

Nella zona CR avvengono le seguenti reazioni:

Il gassificatore

Il processo sopra descritto avviene in una macchina, molto compatta, chiamata gassificatore. La tecnologia, basata su sistemi di movimentazione orizzontale, permette la costruzione di impianti anche di notevole dimensione in spazi relativamente piccoli e a ridotto sviluppo verticale.

I esso vie e e upe ata tutta l’e e gia o te uta el ateriale in ingresso (fanghi essiccati e CSS nel caso specifico), e convertita in energia termica, mediante una serie di reazioni complesse molto differenti dalla o ustio e di etta i e e i e to , pe h o dotte i asse za o a e za d’a ia. Il p odotto ottenuto sa à u gas sy gas i o di id oge o, da ui si e upe e à effettiva e te l’e e gia te i a utilizza ile pe diversi scopi.

Nel gassificatore Il processo nel suo complesso avviene essenzialmente attraverso tre stadi: il primo è detto di pirolisi (figura sottostante riferimento (2)), il secondo di riduzione/gassificazione (figura sottostante riferimento (3)), il terzo di ossidazione/combustione (figura sottostante riferimento (4)). Il primo stadio di gassificazione (pirolisi) è un processo di decomposizione termochimica del combustibile ottenuto mediante l’appo to di alo e, a te pe atu e o p ese t a ÷ °C, i o pleta asse za di u age te ossida te. E’

possi ile ide tifi a e uesto stadio elle p i e piast e del letto di eazio e. Il se o do stadio della

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24 gassificazione, e cioè la riduzione, comprende un gran numero di reazioni, sia esotermiche che endotermiche, che hanno luogo generalmente in una zona denominata letto di riduzione in cui è presente carbonio solido che reagisce con i prodotti della pirolisi, tale stadio rappresenta la gassificazione vera e p op ia ed ide tifi a ile elle piast e i te edie del letto di gassifi azio e. Il p i o ed il se o do stadio producono, oltre al syngas, dei residui di reazione solidi (char) e liquidi (tar). Il terzo stadio del processo è un ossidazione/combustione parziale dei prodotti solidi e liquidi della piro-gassificazione, char e tar. In questa fase, infatti, una parte delle sostanze carboniose prodotte nel primo e nel secondo stadio e parte del ate iale i i g esso so o u iati i sie e o e esso d’a ia, ispetto alla o dizio e ste hio et i a, con l'unico scopo di fornire il calore necessario alle reazioni endotermiche di piro-gassificazione.

Quest’ulti o stadio si ide tifi a i p ossi ità delle ulti e piast e . Il ife i e to del pe o so he segue il ate iale f e e pie e e il sy gas f e e t atteggiate a h’esso ipo tato sulla figu a sottostante.

Al fine di innescare il processo di gassificazione, la temperatura interna del reattore deve essere portata a circa 600-700 °C, per far ciò è installato a bordo macchina un bruciatore a gas naturale (figura sottostante ife i e to . Questo usato a he o e fo te ausilia ia di alo e el aso la te pe atu a all’i te o del gassificatore scenda al di sotto i 600 °C, quindi sotto la temperatura minima di gassificazione. Raggiunta la te pe atu a deside ata, isu ata t a ite te o oppie posizio ate all’i te o dello stesso, vie e introdotto il combustibile tramite un sistema di alimentazione (figura sottostante riferimento (1)) costituito principalmente da una tramoggia e da una coclea avente la parte finale senza spira. Successivamente il o usti ile vie e sospi to dal siste a di ovi e tazio e lu go le piast e dove avve a o le eazioni precedentemente descritte. Il syngas prodotto durante le due fasi di processo fin qui descritte (pirolisi e gassifi azio e si uove ve so l’alto se o do le leggi della e a i a lassi a, o t aspo ta do, ui di, sovrabbondanza di polveri dannose che andranno altresì a costituire le ceneri in uscita dal gassificatore (figura sottostante riferimento (5)). Il materiale solido e liquido, risultante dalla gassificazione, avanza verso l’ulti a piast a dove vie e u iato – ossidato con eccesso di comburente. Infine, le ceneri prodotte in uscita (figura sottostante riferimento (5)), vengono espulse tramite una coclea con tramoggia dotata di guardia idraulica, che direttamente a contatto con il reattore assicura la tenuta dello stesso.

Come si può intuire dalla figura sottostante riferimento (5), vi sono alberi a rotazione regolabile che sospi go o il ate iale sulle piast e al di sotto delle uali si t ova o i diffuso i di dosaggio ossida te necessario al processo. Il movimento rotatorio delle pale oltre a permettere lo scorrimento del materiale sulle piast e att ave so le va ie fasi di p o esso, pe ette a he la is elazio e del ate iale t a ite

i alta e to dello stesso ga a te do l’u ifo ità della eazio e te o hi i a i atto.

Il syngas prodotto viene bruciato direttamente nel reattore stesso (figura sottostante riferimento (7)), eli i a do osì i p o le i legati alla sua depu azio e. L’i issio e di o u e te, ella sezio e di combustione del syngas, avviene tramite bocchelli posti sulla parte superiore del reattore (figura sottostante ife i e to , e t e l’i es o della is ela sy gas/ o u e te ga a tito da u a fia a

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25 pilota posta nella sezione di combustione del syngas, nella parte superiore del gassificatore (figura sottostante riferimento (9)).

Il gassificatore è rivestito internamente da strati di materiale refrattario ed isolante in maniera tale da ga a ti e l’otti ale dist i uzio e dei gas p odotti e o se ti vi u a te pe atu a assi a di ese izio pa i a 1100 °C, contrapposta a quella aggiu gi ile dall’i volu o este o di i a °C.

L’effi ie za e il o etto de o so delle eazio i sa a o ga a titi da u o ti uo o t ollo dei pa a et i di processo, ed in particolare del contenuto di ossigeno, della temperatura, del grado di ossidazione e della po tata d’a ia. Così fa e do si assi u a he il p o esso p odu a eal e te gas di si tesi, otti izza do il

e upe o e e geti o e i i izza do l’i patto a ie tale dovuto alle e issio i.

Figura - Gassificatore

3. Sezione di post-combustione

La post-combustione è un processo molto importante e deve necessariamente essere condotto in modo adeguato pe assi u a e u uo e di e to dell’i pia to sia dal pu to di vista energetico ma soprattutto dal punto di vista ambientale. In tale processo si va a completare l’ossidazio e o i iata ella a e a di

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26 o ustio e. È ui di e essa io he all’i te o della camera di post-combustione ci siano condizioni ideali per permettere il completamento dell’ossidazio e delle sosta ze a o a hi i a e te attive.

Le condizioni che influenzano maggiormente il processo sono:

▪ Temperatura

▪ Tempo di residenza

▪ Tenore di Ossigeno

Il flusso dei fumi derivante dalla camera di combustione è composto: dai prodotti della gassificazione del combustibile e della combustione del syngas, dall’a ia p i a ia di o ustio e e dalle ceneri leggere trascinate dal flusso gassoso. I gas rilasciati nella fase di gassificazione sono sostanze complesse che vengono ossidate a CO2 durante la post- o ustio e, l’ossidazio e di tali sosta ze necessaria per evitare l’e issio e di sosta ze o ga i he o plesse ell’ at osfe a. La te pe atu a della a e a di postcombustione deve essere per normativa maggiore di 850°C , che rappresenta la temperatura di decomposizione di inquinanti organici clorurati formatisi durante la combustione come furani e diossine.

Tali sostanze dette microinquinanti hanno dei limiti di emissione in atmosfera molto bassi a causa della loro elevata tossicità.

La temperatura inoltre deve essere inferiore ai 1100°C, infatti a tale temperatura oltre all’au e to della velocità della produzione degli ossidi di azoto, si ha la fusione dei composti silicati le cui gocce trascinate si solidificano nelle tubature abbassando drasticamente il recupero del calore. Il mescolamento e quindi la turbolenza del flusso gassoso che si crea nel posto-combustore, in tale modo si migliora il contatto tra le sostanze da ossida e e l’ ossige o i iettato a monte della camera di post-combustione (aria in eccesso nella fase di combustione del syngas). Un buon mescolamento contribuisce inoltre a diminuire la produzione degli ossidi di azoto.

Per garantire le temperature desiderate, in uscita dal gassificatore e prima del post-combustore viene dosata aria (aria secondaria) per raffreddare i fumi di combustione e raggiungere le temperature deside ate. Le st u e tazio i di ui dotato l’i pia to, so de di te pe atu e, i ve te , e , ga a tis o o l’esatto dosaggio dell’a ia e il o etto a te i e to della te pe atu a.

Nella camera di post-combustione deve innanzitutto completare la combustione iniziata nella camera di combustione e quindi rompere le molecole degli idrocarburi presenti. Per raggiungere lo scopo sopracitato la normativa impone dei te pi di eside za dei fu i all’ i te o della a e a di post-combustione superiore a 2 se o di. L’alt o vi olo o ativo va i ve e a fissa e la te pe atu a i i a. Il valo e di temperatura minima imposta dalla legge e di 800°C, tale temperatura deve essere sempre mantenuta nella camera di post combustione. Il valore di 800°C corrisponde alla temperatura di decomposizione termica delle diossine.

Nella parte finale del post-combustore sono installati appositi deflettori che provocano una brusca variazione di direzione della corrente gassosa (fumi+ceneri): conseguentemente la maggior inerzia della

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27 cenere provoca la sua separazione dai fumi. In questo modo si ottiene una depolverazione delle particelle più grossolane (superiori a 20 µ) dai fumi di combustione.

Inoltre nella parte finale della camera di post-combustione viene immessa urea (2(NH2)2CO) al 25% di ammoniaca per la rimozione degli ossidi di azoto ad alta temperatura, tale tecnologia verrà approfondita di seguito nel capitolo riguardante le emissioni.

4. Sezione di recupero energetico

I fumi in uscita dal gassificatore vengono prima convogliati in un post-combustore, che funge anche da separatore ad urto grazie ad un setto e da stazione di dosaggio ammoniaca, (descritto nel capitolo di trattamento fumi) e poi in un recuperatore di calore a serpentine ad olio diatermico per il recupero dell’e e gia te i a. Questo ostituito da u i volu o di o te i e to o isola e to te i o o all’i te o se pe ti e o e t i i i a iaio, se za saldatu e, avvolti a spi ale dove all’i te o vie e fatto fluire il fluido freddo (olio diatermico). I fumi caldi attraversano lo scambiatore secondo un percorso rettilineo a flusso verticale, assicurando così la costante pulizia delle superfici di scambio.

La sezione di recupero calore è costituita da:

• Recuperatore o scambiatore di calore fumi-olio diatermico

• Termocoppie e pressostati per il controllo della temperatura

• Quadro elettrico di comando e regolazione.

L’olio diate i o utilizzato o e fluido te ovetto e off e u e osi va taggi, t a ui la assa p essio e nello scambiatore, l’elevata i e zia te i a, la se pli ità di egolazio e e gestio e o e essa ia la presenza di un operatore patentato).

L’e e gia te i a e upe ata dalla gassifi azio e del combustibile tramite uno scambiatore di calore viene convertita in energia elett i a edia te l’utilizzo di u tu oge e ato e ORC O ga i Ra ki e Cy le ad olio diatermico. I moduli ORC inoltre forniscono acqua calda a 80°C utilizzata come fluido caldo per l’essi azio e fa ghi, il alo e i e esso o utilizzato pe l’essi azione viene smaltito mediante dei raffreddatori a secco, che fungono anche da dissipatore di emergenza in caso di non funzionamento della linea 2.

progetto dell'impianto si basa sui seguenti criteri:

▪ L'impianto è costituito da un modulo facile da trasportare e da installare, preassemblato e provato in fabbrica.

▪ L'impianto utilizza al suo interno, in circuito chiuso, un fluido di lavoro organico sicuro dal punto di vista sia dell'ambiente sia della salute.

▪ Il funzionamento dell'impianto è completamente automatico e richiede poca manutenzione.

▪ Il generatore elettrico è di tipo asincrono e a bassa tensione, per permettere un accoppiamento più semplice e sicuro alla rete.

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▪ L’i te a i stallazio e ed i pa ti ola e la tu i a so o p ogettati pe esse e se pli i ed affida ili, a basse velocità.

Nella figura sottostante è riportato lo schema di principio del collegamento del turbogeneratore ai circuiti dell'olio proveniente dalla caldaia e dell'acqua di raffreddamento.

Il modulo a fluido organico ORC (da Organic Rankine Cycle) include:

▪ Preriscaldatore (olio diatermico /fluido di lavoro) : scambiatore a piastre in acciaio inox saldato laser.

▪ Evaporatore (olio diatermico / fluido di lavoro): scambiatore a fascio tubiero realizzato con tubi di acciaio al carbonio con alettatura integrale. Piastre tubiere, coperchi e piping: in acciaio al carbonio.

▪ Rigeneratore (fluido di lavoro / fluido di lavoro): scambiatore a pacco alettato.

▪ Condensatore (fluido di lavoro / acqua di raffredamento): scambiatore a fascio tubiero con tubi di rame con alettatura integrale. Piastre tubiere, coperchi e piping in acciaio al carbonio.

▪ Valvole ammissione vapore e di intercettazione, di avviamento e di by-pass con il relativo piping.

▪ Pompa di circolazione del fluido di lavoro.

▪ Generatore elettrico asincrono, bassa tensione.

▪ Turbina con i relativi accessori.

▪ Quadri di controllo dell'impianto.

▪ Ausiliari del turbogeneratore (sistema di lubrificazione, pompa del vuoto, ecc.) e relativi quadri.

▪ Quadro con interruttore di macchina.

▪ Consolle di comando per l'operatore.

▪ PC per il monitoraggio e la supervisione del turbogeneratore, installato esternamente al modulo ORC, in una stanza adibita appositamente, messa a disposizione dal cliente.

Il ciclo termodinamico e lo schema dei componenti che lo realizzano sono riportati nella figura sottostante (valori indicativi):

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29 Il turbogeneratore utilizza l'olio diatermico ad alta temperatura per il preriscaldo e la vaporizzazione di un adatto fluido organico nell'evaporatore (8-3-4). Il vapore organico espande in una turbina (4-5), accoppiata direttamente al generatore elettrico tramite un giunto elastico. A valle della turbina il vapore entra in un rigeneratore (5-9) dove riscalda il liquido organico (2-8). Quindi il vapore è condensato nel condensatore, raffreddato dall'acqua del circuito di raffreddamento (9-6-1). Il liquido organico è infine pompato (1-2) nel rigeneratore e da qui nell'evaporatore, completando così la sequenza di operazioni nel circuito chiuso.

Sarà adottato un fluido della classe dei Silossani sulla base delle seguenti considerazioni:

▪ Proprietà termodinamiche favorevoli che comportano alti rendimenti di ciclo (introduzione di calore ad alta temperatura grazie alla rigenerazione, espansione in assenza di liquido, salto entalpico favorevole in turbina).

▪ Sicurezza per l'ambiente e per la salute, con un fattore di danneggiamento della fascia di ozono nullo (ODP (Ozone Depletion Potential) = 0). Il fluido è infiammabile, ma con un flash point relativamente alto (34°C). I "centri di pericolo" che non possono essere eliminati vengono circoscritti attraverso un involucro ventilato con aria prelevata dall’este o e poi espulsa, i accordo alla normativa vigente.

5. Raffreddatori a secco

Il fluido o ga i o i fase vapo e, dopo l’espa sio e i tu i a e la essio e di alo e el ige e ato e, vie e condensato nel condensatore raffreddato ad acqua. Questa es e dall’u ità oge e ativa a 80°C e deve

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30 essere raffreddata fino alla temperatura di 60 °C. Parte del calore, vie e utilizzato dall’essi ato e pe l’essi a e to dei fa ghi u idi, e t e la esta te uota di alo e vie e s altita mediante dei raffreddatori a secco realizzati in componenti modulari in acciaio zincato a caldo, verniciati a polvere e resistenti a corrosione. Le batterie di scambio sono disposte a V e costituite in tubi di rame secondo geometrie a passo sfalsato e alette in alluminio corrugate e ondulate ad alta efficienza. Il siste a di ovi e tazio e dell’a ia è costituito da ventilatori assiali dotati di inverter con trasmissione diretta ad alta efficienza.

I raffreddatori a secco sono dimensionati per smaltire tutta la potenza termica (calore) generata dall’acqua calda in uscita dal turbogeneratore ORC nel caso in cui l’impianto di essiccazione fanghi (Linea 2) non è in funzione.

6. A ia utilizzata dall’i pia to di coincenerimento

L’a ia utilizzata dall’i pia to di coincenerimento (aria di gassificazione e aria di combustione) viene aspirata dalla vasca di stoccaggio (stoccaggio rifiuti solidi destinati all'impianto di coincenerimento) allo s opo di evita e la dispe sio e di odo i e l’e issio e, come da normativa e MTD vigente.

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31 3.4. SCARICHI NEI CORPI IDRICI, EMISSIONI IN ATMOSFERA E CONSUMI ENERGETICI

3.4.1. Produzione energia elettrica

L’i pia to di coincenerimento produce energia elettrica attiva in grado di compensare il fabbisogno dell’i te a piattafo a e di cedere energia elettrica alla rete nazionale.

3.4.2. Emissioni in atmosfera

La piattaforma polifunzionale sarà dotata di un impianto di aspirazione e trattamento aeriformi, allo scopo di:

convogliare ed abbattere i carichi inquinanti provenienti dallo stoccaggio;

convogliare ed abbattere i carichi inquinanti delle emissioni prodotte dall’i pia to di produzione e raffinazione CSS;

convogliare ed abbattere i carichi inquinanti delle emissioni prodotte dall’i pia to di essiccazione fanghi;

o voglia e ed a atte e i a i hi i ui a ti delle e issio i p odotte dall’i pia to di coincenerimento.

3.4.2.1. Emissioni generate dalle linee produttive

Aree di stoccaggio rifiuti solidi

Nella vasca di stoccaggio fa ghi desti ati all’i pia to di essi azio e fa ghi e ella vas a di sto aggio rifiuti desti ati all’i pia to di coincenerimento si possono generare, durante la movimentazione dei rifiuti, emissioni. Le due vas he so o o fi ate dal esto del apa o e e le a ie aptate e i viate all’i pia to di coincenerimento e di essiccamento per essere utilizzate come aria di gassificazione/combustione e di essiccazione fanghi, come consigliato dalle BAT. Gli inquinanti che si stima siano presenti nella corrente aeriforme aspirata sono formati principalmente da vapori inorganici e da molecole organiche complesse.

Impianto di produzione e raffinazione CSS

Nell’impianto di produzione e raffinazione CSS si possono generare emissioni in atmosfera, tutte le apparecchiature sono captate e le arie inviate alla sezione di trattamento emissioni in atmosfera dedicata.

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32 Gli inquinanti che si stima siano presenti nella corrente aeriforme aspirata sono formati principalmente da polveri.

Impianto di essiccazione fanghi

Nell’i pia to di essi azio e fa ghi si generano delle emissioni in atmosfera dovute al processo di essiccazione fanghi (effettuata con aria), chiamate fumane. Gli inquinanti che si stima siano presenti nella corrente aeriforme aspirata sono formati principalmente da vapori inorganici e da molecole organiche complesse.

Impianto di coincenerimento

Nell’i pia to di coincenerimento si generano fumi dovuti alla gassificazione e alla combustione del materiale in ingresso. Gli inquinanti che si stima siano presenti nei fumi sono formati principalmente da NOx, gas acidi di combustione, diossine e furani.

3.4.2.2. Trattamento emissioni stoccaggio

3.4.2.2.1. Descrizione trattamento emissioni

Le arie dei locali della vasca di stoccaggio fanghi da essiccare e della vasca di stoccaggio rifiuti in ingresso all’i pia to di coincenerimento sono captate e convogliate rispettivamente alla sezione di essiccazione fanghi e alla sezione coincenerimento.

3.4.2.3. Impianto di trattamento emissioni impianto CSS

3.4.2.3.1. Des izio e dell’i pia to di a atti e to

L’a ia pote zial e te i ui ata da polveri è aspirata da un ventilatore, che mantiene i punti di captazione dell’i pia to di produzione e raffinazione CSS i osta te dep essio e, ed i viata all’i pia to di abbattimento aeriformi. Il sistema di abbattimento in questione è composto da un filtro a maniche dotato di elettroventilatore per la aptazio e dell’a ia p ove ie te dagli i pia ti sop a itati.

Filtro a maniche

Il filtro a maniche è un depolveratore automatico, a tessuto, adatto per un funzionamento continuo (24 ore su 24), con pulizia del tessuto filtrante in controcorrente. Può trattare aria contenente polveri molto fini,

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33 conservando un rendimento di captazione assai elevato, anche per particelle aventi dimensioni inferiori a l i o . Co l’i piego di pa ti ola i tessuti, può esse e i piegato pe te pe atu e assi e di ese izio superiori anche a 200°C. (fibre di vetro). La costruzione prevede infatti pannelli componibili. Questo facilita il t aspo to e il o taggio, e e de possi ile e se pli e l’eve tuale a plia e to del depolve ato e a he dopo l’i stallazio e. Il depolve ato e dotato di ampi portelli di ispezione, aperti sul cielo del depolveratore stesso o sulla tramoggia sottostante alle celle, che consentono di eseguire con estrema facilità le operazioni di manutenzione o, comunque, il controllo delle parti interne. Elementi filtranti sono costituiti da cestelli opportunamente dimensionati e da una manica costituita da un particolare tessuto filt a te le ui a atte isti he ve go o dete i ate i fu zio e di og i spe ifi a appli azio e. L’agga io dell’ele e to filt a te ai «Venturi», solidali con il diaframma superiore, è pratico e di facile e veloce esecuzione: particolare questo che consente di contenere notevolmente i costi di manutenzione. Il ciclo di pulizia va ia ile i fu zio e delle eali e essità dell’i pia to al uale il depolveratore è collegato. Il dispositivo di controllo è concepito in modo da poter ottenere sia la variazione del tempo di depolverazione sia la va iazio e della f e ue za dell’a ia. Questa elasti ità di fu zio a e to fa ilita i fe o e i fisi i secondari derivanti dalla pulizia in controcorrente che provocano il distacco dello strato di polvere depositato sul tessuto, in modo da pulire lo stesso in profondità, restituendo al tessuto filtrante il massimo grado di permeabilità. In altre parole, è possibile «tarare» ogni filtro per le specifiche necessità e particolarità di ogni installazione, utilizzando in pieno le caratteristiche della macchina e ottenendo quindi, i ias u pa ti ola e aso, il e di e to iglio e. L’a ia polve osa e t a ella a era filtrante e passa att ave so le a i he filt a ti dall’este o ve so l’i te o. La pulizia avvie e fa e do flui e il getto di a ia compressa 6- a att ave so delle elett ovalvole dall’i te o ve so l’este o delle a i he. Il filt o a maniche è installato in depressione cioè con il ventilatore centrifugo posto a valle, il tutto per evitare che l’elett ove tilato e vie e da eggiato dalle polve i p ese ti elle a ie aptate.

3.4.2.4. Impianto di trattamento emissioni essiccazione fanghi (fumane)

3.4.2.4.1. Descrizione dell’i pia to di a atti e to

L’a ia i ui ata p ove ie te dall’i pia to di essi azio e fa ghi fu a e i viata all’i pia to di abbattimento aeriformi.

Il sistema di abbattimento in questione è composto, nel suo complesso, dalle seguenti apparecchiature come mostrato nella figura sottostante:

Scrubber doppio stadio con venturi:

o Co dotto di tipo Ve tu i p e-abbattimento);

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34 o Scrubber per abbattimento con acido solforico (eliminazione sostanze basiche o azotate);

o Scrubber per abbattimento con soda (eliminazione sostanze acide);

o Trattamento chimico-fisico acque di lavaggio scrubber;

Biofiltro.

Figura - Schema di processo impianto abbattimento aeriformi fumane

Gli scrubbers sono torri di lavaggio he si asa o sul p i ipio dell’asso i e to; esso o po ta il trasferimento dalla fase gas alla fase liquida delle componenti inquinanti presenti in una miscela, mediante la lo o dissoluzio e i u oppo tu o solve te. Il li uido asso e te ase l’a ua. L’i piego di sola a ua, pe ò, po e dei li iti all’effi ienza dei sistemi perché diversi composti fonte di odore sono scarsamente idrosolubili.

Pe i o posti i solu ili i a ua si e de e essa io l’utilizzo di eage ti hi i i, he posso o ope a e u a neutralizzazione o una idrolisi acida o basica, oppure u a ossidazio e i fase gas o li uida. L’ossidazio e hi i a u a delle te i he più utilizzate pe l’a atti e to degli odo i, poi h la aggio pa te dei composti che causano odori molesti hanno origine dalla decomposizione solo parziale di materiale organico e possono essere facilmente ossidati a composti innocui o comunque meno fastidiosi.

La scelta della soluzione di lavaggio è determinata dalla tipologia degli elementi da abbattere e quindi dalla loro natura. Nel caso di forte presenza di composti basi i uali l’a o ia a ed i suoi de ivati dov a o essere utilizzate soluzioni acide (generalmente di H2SO4), mentre in caso di composti di natura acida dovranno essere utilizzate soluzioni basiche (NaOH). Il trattamento con soluzione acida deve essere necessariamente seguito da un trattamento basico pe la eut alizzazio e, e t e l’ossidazio e, he se ve pe l’a battimento dei composti odorosi di natura organica, normalmente si esegue nella stessa sezione basica finale e viene effettuata attraverso ipoclorito, acqua ossigenata o ozono, a cui però va fatta molta

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35 attenzione, in quanto è vietato s a i a e i at osfe a l’ozo o i e esso he ui di deve essere necessariamente trattato e decomposto.

Pe l’abbattimento di polveri e nebbie anche ad elevata concentrazione ma anche per l’a atti e to di sostanze idrosolubili si può ricorrere alla tecnologia scrubber venturi la quale sfrutta l'effetto della turbolenza creata nel fluido nella sezione convergente – divergente di uno o più tubi venturi. Nella sezione convergente il decremento dell'area di flusso costringe il gas ad aumentare la propria velocità, di conseguenza l'estrema turbolenza indotta favorisce l'atomizzazione del liquido di lavaggio che viene iniettato nello scrubber appena sopra la gola. La polverizzazione del liquido in micro-gocce aumenta la probabilità di contatto tra l'inquinante ed il liquido stesso. La miscela gas-liquido così formata decelera muovendosi lungo il divergente favorendo l'impatto quindi l'agglomerazione tra le particelle. L'aria depurata passa quindi o un separatore di gocce o attraverso una torre di separazione, che può essere una torre a riempimento o una torre di assorbimento a pioggia, che ha la funzione sia di abbattere gli inquinanti ancora presenti sia di provvedere alla sepa azio e delle go e d’a ua trascinate dal flusso gassoso. La gola del venturi è la porzione più stretta della sezione convergente – divergente dove la velocità e la turbolenza del fluido sono maggiori. Il gas da trattare, spinto a velocità anche superiori ai 50 m/s, costringe il liquido di lavaggio a distribuirsi in finissime goccioline che urtano le particelle di polvere appesantendole. Una parte dell'energia spesa nella gola viene recuperata nel divergente dove la velocità decresce agevolando la precipitazione degli agglomerati.

Descrizione del sistema

Il sistema di abbattimento adottato è composto, nel suo complesso, dalle seguenti apparecchiature:

Co dotto di tipo Ve tu i p e-abbattimento);

Scrubber per abbattimento con acido solforico (eliminazione sostanze basiche o azotate);

Scrubber per abbattimento con soda (eliminazione sostanze acide);

Trattamento chimico-fisico acque di lavaggio scrubber;

Biofiltro.

Co dotto di tipo Ve tu i

Il rendimento di un sistema di abbattimento ad umido può essere notevolmente incrementato prevedendo a monte degli scrubber tradizionali un particolare sistema di pre-abbattimento costituito da un appropriato numero di condotti di tipo "Venturi", dotati cioè di un restringimento di sezione (gola) in corrispondenza del quale è iniettata dell'acqua di lavaggio.

Le particolari condizioni fisiche e fluidodinamiche che si realizzano all'interno della gola di tali condotti sono tali da porre la corrente gassosa da trattare in intimo contatto con l'acqua di lavaggio al punto da consentire la rimozione di polveri fino ad un micron di diametro; in particolare l'aria, aumentando la

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36 propria velocità a causa del brusco restringimento di sezione, genera un minimo di pressione (in grado di nebulizzare l'acqua di lavaggio iniettata) e un notevole aumento della turbolenza (responsabile della miscelazione quasi perfetta tra aria da trattare e liquido di lavaggio).

Il o dotto o tato i posizio e ve ti ale: l’a ia da t atta e i t odotta dall’alto ed es e dal asso pe immettersi, attraverso una curva, nella colonna di abbattimento con acido solforico.

L’a ua di lavaggio, i i olata edia te u a po pa e t ifuga autoades a te, aspi ata dal se atoio di accumulo posto sul fondo della prima colonna (abbattimento con acido) ed è iniettata all’i te o della gola attraverso un particolare ugello.

Scrubber primario - Colonna per il lavaggio acido

Il principio di funzionamento dello scrubber consiste nel convogliare l'aria inquinata in una camera all'interno della quale viene realizzato, grazie a degli opportuni corpi di riempimento, un intimo contatto tra l'aria da trattare e la soluzione di lavaggio, in modo tale da ottenere un trasferimento degli inquinanti dalla corrente gassosa alla soluzione liquida; quando una particella di inquinante viene "catturata" da una data massa di liquido ne diventa parte integrante e ne segue intimamente il percorso obbligato sino a venire raccolta in una apposita vasca posta alla base dello scrubber.

Perché tutto ciò avvenga è fondamentale che siano realizzati i presupposti a quanto detto, vale a dire una zona di contatto aria-liquido in cui si favorisca il più possibile l'incontro e l'unione tra la particella inquinante da catturare e la soluzione di lavaggio.

Le olo e di lavaggio p ese ta o u ’alta efficienza di abbattimento con elevata affidabilità in termini di mantenimento nel tempo dei valori limite imposti per le emissioni in atmosfera.

Lo scrubber per il lavaggio con acido è una apparecchiatura verticale costituita, essenzialmente, dalle seguenti sezioni:

Fondo di raccolta soluzione acida

Griglia inferiore per la distribuzione uniforme del flusso gassoso

Corpi di riempimento (zona di contatto tra soluzione acida e flusso gassoso da trattare)

Ugelli spruzzatori di soluzione acida

Separatore a gocce (per impedire che le gocce di liquido siano trascinate via dalla corrente gassosa)

Il volume e la particolare forma dei corpi di riempimento devono essere determinati in modo tale che essi impongano agli inquinanti da abbattere bruschi cambiamenti di direzione, in modo da intercettare meglio le particelle e nello stesso tempo offrire la massima superficie di contatto lasciando contemporaneamente il massimo spazio possibile all'attraversamento dell'aria, riducendo così al minimo le perdite di carico.

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37 La colonna in esame è riempita con anelli in polipropilene troncoconici caratterizzati da una elevata superficie di scambio pari a 140 m2/m3. La soluzione di lavaggio, ricircolata mediante una pompa centrifuga, è aspirata dal fondo della colonna ed è spruzzata sui corpi di riempimento attraverso dei spruzzatori nebulizzatori da 10 µm con raggio di copertura sovrapposto del 30%. Nella parte superiore della colonna è posto un separatore a gocce in polipropilene per evitare che la corrente gassosa trascini con se parte del liquido. La soluzione acida è mantenuta a livelli ottimali di pH aggiungendo acido solforico mediante una po pa dosat i e; uest’ulti a o a data da u pH-metro inserito nella vasca di accumulo. Il reintegro dell’a ua all’i te o della vas a di raccolta avviene grazie ad una elettrovalvola comandata da una sonda di livello.

Scrubber secondario - Colonna per il lavaggio basico

Lo scrubber per il lavaggio basico, ha le stesse caratteristiche della colonna di lavaggio acido, in particolare è una apparecchiatura verticale costituita, essenzialmente, dalle seguenti sezioni:

Fondo di raccolta soluzione basica

Griglia inferiore per la distribuzione uniforme del flusso gassoso

Corpi di riempimento (zona di contatto tra soluzione acida e flusso gassoso da trattare)

Ugelli spruzzatori di soluzione basica

Separatore a gocce (per impedire che le gocce di liquido siano trascinate via dalla corrente gassosa)

Il volume e la particolare forma dei corpi di riempimento devono essere determinati in modo tale che essi impongano agli inquinanti da abbattere bruschi cambiamenti di direzione, in modo da intercettare meglio le particelle e nello stesso tempo offrire la massima superficie di contatto lasciando contemporaneamente il massimo spazio possibile all'attraversamento dell'aria, riducendo così al minimo le perdite di carico.

La colonna in esame è riempita con anelli in polipropilene troncoconici caratterizzati da una elevata superficie di scambio pari a 140 m2/m3. La soluzione di lavaggio, ricircolata mediante una pompa centrifuga, è aspirata dal fondo della colonna ed è spruzzata sui corpi di riempimento attraverso dei spruzzatori nebulizzatori da 10 µm con raggio di copertura sovrapposto del 30%. Nella parte superiore della colonna è posto un separatore a gocce in polipropilene per evitare che la corrente gassosa trascini con se parte del liquido. La soluzione basica è mantenuta a livelli ottimali di pH aggiungendo idrossido di sodio mediante u a po pa dosat i e; uest’ulti a o a data da u pH-metro inserito nella vasca di accumulo. Il ei teg o dell’a ua all’i te o della vas a di a olta avvie e g azie ad u a elett ovalvola o a data da una sonda di livello.

Trattamento chimico-fisico acque di spurgo scrubber

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