Capitolo 3.3: Combustione delle biomasse
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COMBUSTIONE DELLE BIOMASSE
Le biomasse, come già accennato nel precedente capitolo, dopo opportuno trattamento, sono utilizzate nel processo di combustione, per produrre energia termica, energia elettrica o entrambe.
Attualmente il metodo più comune e più impiegato per produrre energia dalle biomasse è la combustione diretta che si può ottenere con la biomassa sia allo stato solido, che liquido o gassoso.
COMBUSTIONE ALLO STATO SOLIDO
Le tecnologie di combustione più diffuse sono le seguenti:
• Combustione a griglia (fissa o mobile);
• Combustione a letto fluido (bollente o circolante); • Combustore a tamburo rotante;
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53 I forni a letto fluido hanno la stessa forma dei gasificatori a letto fluido; essi per poter funzionare, utilizzano un combustibile finemente sminuzzato, in grado di rimanere in sospensione per mezzo del flusso d’aria che in questo caso sarà abbondante per realizzare la completa combustione.
Le temperature raggiunte sono elevate (850-900°C).
La potenza di questi impianti, difficilmente sono inferiori a 3 MW elettrici (MWe) e superiori ai 30 Mwe, mentre la potenza media è di 10 Mwe, con rendimento elettrico del 20-25%, e consumi specifici di 1-1,2 Kg di biomassa per kWh elettrico.
Per produrre energia elettrica con potenze minori si costruiscono dei sistemi composti da un forno a griglia fissa che brucia cippato o pellets, caricati in modo automatico, combinati a dei motori Stirling, le cui taglie di potenza in questo caso variano tra i 25 e 75 kWe.
Le problematiche derivanti dall’utilizzo di combustibili con basso potere calorifico ed alta umidità, e della conseguente riduzione di rendimento, possono essere risolte con sistemi di cippatura o pellets (attraverso anche alcune tipologie di scarti dell’industria del legno, quali la segatura e le polveri).
Il pellet si distingue per la bassa umidità (inferiore al 12%) e per la elevata densità ed il suo utilizzo comporta l’impiego di legname non trattato con corrosivi, colle o vernici.
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E’ un prodotto che si presenta in forma di cilindretti di 1.5/2 cm di lunghezza e 6/8 mm di diametro ottenuto con pressatura, in apposite macchine, della polvere proveniente dalla sfibratura dei residui legnosi. Ha caratteristiche di compattezza, maneggevolezza, alto potere calorifico (4.000-4.500 kcal/kg) e di affinità ad un combustibile fluido, ed inoltre è molto indicato per piccoli e medi impianti.
Il cippato deriva dall’inglese “Chips”, e sono appunto pezzettini di legno ricavati dagli scarti di segherie che lavorano piante prive di sostanze inquinanti quali vernici, colle, etc.
Sono un ottimo combustibile che usato in apposite caldaie o stufe sprigiona una potenza calorifica di 3000-3500 kcal/kg a seconda del suo grado di umidità.
Uno dei maggiori inconvenienti della combustione primaria dei biocombustibili solidi, è l’alto tenore di emissioni, soprattutto il CO gas combustibile, che se opportunamente miscelato con aria a temperature elevate brucia “fase di post-combustione”.
La fiamma, con l’ausilio di immissione di aria ricca di ossigeno (aria secondaria), brucia il monossido di carbonio e demolisce la maggior parte delle molecole dei fumi e delle ceneri.
Si ottiene così una bassa emissione di materiale inquinante, massimo rendimento e sufficienti margini di sicurezza.
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I vantaggi di questa nuova tecnica sono: la riduzione dei gas nocivi immessi nell’ambiente, l’aumento del rendimento termico di circa il 10% ed il risparmio energetico ed economico.
