la filiera della raccolta dei rifiuti la termovalorizzazione dei rifiuti

LA TERMOVALORIZZAZIONE DEI RIFIUTI
Miranda, 14 Aprile 2014
LA FILIERA DELLA RACCOLTA DEI RIFIUTI
LA TERMOVALORIZZAZIONE DEI RIFIUTI
14 Aprile 2014
Prof. Giorgio Buonanno
Ing. Nicola Iannarelli
Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi di Cassino e del Lazio Merdionale
LA TERMOVALORIZZAZIONE DEI RIFIUTI
Miranda, 14 Aprile 2014
Sommario
1. Il recupero di energia da rifiuti
2. Il contesto tecnico-normativo
3. I combustibili da rifiuto
4. Le sezioni di impianto
5. Standard ambientali
LA TERMOVALORIZZAZIONE DEI RIFIUTI
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OBIETTIVI D. Lgs 152/06 in materia di raccolta differenziata
➢
35 %
entro il 31.12.2006;
➢
45 %
entro il 31.12.2008;
➢
65 %
entro il 31.12.2012.
Fonte dati - ISPRA
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RECUPERO DI ENERGIA DAI RIFIUTI RESIDUALI A VALLE DELLA
RACCOLTA DIFFERENZIATA
La frazione residua (il cosiddetto “sacco nero” ) della RD presenta
caratteristiche che la rendono utilizzabile a fini energetici.
Dati città metropolitana con RD al 40%:
Analisi merceologiche
Frazione residuale 2003-2008
(% in peso)
MIN
(% in peso)
MAX
Organico Putrescibile
20,3
24,7
Carta e cartone
29,2
40,4
Plastiche
20
22,9
Inerti e vetro
1,1
2,5
Altri
9,2
20,8
Metalli ferrosi e non
1,7
3
Sottovaglio < 20 mm
4,7
7,2
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La termovalorizzazione si inserisce nel Sistema integrato di gestione dei rifiuti
Termovalorizzatore
Utenza
teleriscaldamento
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Ripartizione percentuale della gestione dei rifiuti urbani in Italia, 2011
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Numeri di impianti, 2008 - 2012
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Incenerimento di RU, FS e CSS in Italia (1000*ton), 2001 - 2012
Fonte dati - ISPRA
Recupero
energetico
termico
(MWh)
Recupero
energetico
elettrico
(MWh)
1’415’430
2’699’432
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Andamento dell’incenerimento di RU, FS e CSS in Italia (1000*ton), 2010 - 2012
Fonte dati - ISPRA
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Sommario
1. Il recupero di energia da rifiuti
2. Il contesto tecnico-normativo
3. I combustibili da rifiuto
4. Le sezioni di impianto
5. Standard ambientali
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Complesso industriale ad alta tecnologia, multidisciplinare, ad impatto ambientale
controllato
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Autorizzazione unica alla costruzione ed
esercizio
Testo Unico Ambientale
Valutazione impatto ambientale
Autorizzazione Integrata ambientale
Valori limite di emissione
D.Lgs. 133/2005
Direttiva 2000/76/CE
Criteri e norme tecniche generali riguardanti
le caratteristiche costruttive, funzionali e
gestionali degli impianti
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Prescrizioni aggiuntive sui valori limite di
emissione
Piani Regionali sui rifiuti
Tipologia di rifiuti termovalorizzabili (frazione
secca, CSS)
Criteri di scelta dei siti
B.A.T.
Reference Document on Best Available
Techniques for Waste Incineration – July 2005
D.M. 6 Luglio 2012
Incentivazione dell’energia elettrica prodotta da
fonti rinnovabili
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Direttiva 2010/75/UE relativa alle emissioni industriali
IED ((Industrial Emission Directive)
➢ è relativa alle emissioni industriali (prevenzione e riduzione integrate
dell’inquinamento)
➢ ha riunito in un unico provvedimento sette Direttive comunitarie in materia (fra cui
anche la Direttiva 2008/1/CE - c.d. Direttiva IPPC)
➢ una delle principali novità della Direttiva IED consiste nella cogenza delle BAT
nell’ambito dei procedimenti autorizzatori
D.Lgs. 4 marzo 2014, n. 46 (SO n. 27 alla G.U. 27 marzo 2014 n. 72)
➢Modifiche alle Parti II, III, IV e V del Dlgs 152/2006 ("Codice ambientale")
➢Abrogato il D.Lgs. 133
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La gestione dei rifiuti - Testo Unico Ambientale
PREVENZIONE
RECUPERO DI
MATERIA
(RIUTILIZZO E
RICICLO)
RECUPERO
RECUPERO DI
ENERGIA
SMALTIMENTO
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Impianti di recupero o impianti di smaltimento
R1
ALLEGATO C – Testo Unico
Operazioni di recupero
D10
ALLEGATO B – Testo Unico
Operazioni di smaltimento
Efficienza energetica = [Ep - (Ef + Ei)]/[0,97 x (Ew + Ef)] ≥ 0,65
➢ Ep = energia annua prodotta
➢ Ew = energia annua contenuta nei rifiuti
➢ Ef =energia con combustibili fossili
➢ Ei = energia annua importata, escluse Ew ed Ef
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Sommario
1. Il recupero di energia da rifiuti
2. Il contesto tecnico-normativo
3. I combustibili da rifiuto
4. Le sezioni di impianto
5. Presidi ambientali
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L’applicazione di un adeguato sistema di raccolta differenziata (RD) comporta
modifiche sostanziali delle caratteristiche chimico-fisiche del rifiuto urbano
residuo:
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12.000 kcal/kg
U (%)
Ceneri (%)
Cl (%)
PCI
(kcal/Kg)
RU
33
24
0,91
2.200
Frazione secca
25
12,5
1,20
3.300
CDR/CSS
20
12,2
0,66
4.000
• basso PCI rispetto ai combustibili fossili
• variabilità nella composizione chimica e fisica (composizione, pezzatura) e stagionalità
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CDR
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CSS
Decreto Legislativo 3 dicembre 2010, n.205
“combustibile solido secondario (CSS)”:
il combustibile solido prodotto da rifiuti che rispetta le caratteristiche di
classificazione e di specificazione individuate delle norme tecniche UNI
CEN/TS 15359
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CLASSIFICAZIONE DEI COMBUSTIBILI SOLIDI SECONDARI
• Le altre proprietà obbligatorie da specificare sono: granulometria, ceneri, umidità, i metalli.
• I valori limite sono stabiliti tra produttore ed utilizzatore
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Sommario
1. Il recupero di energia da rifiuti
2. Il contesto tecnico-normativo
3. I combustibili da rifiuto
4. Le sezioni di impianto
5. Presidi ambientali
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• processo di ossidazione della frazione organica (quella
prevalentemente da carbonio combustibile) svolto in eccesso d’aria
• T massime sopra i 1000 °C
• rifiuto completamente ossidato a CO2 e vapore (più gli inquinanti)
• bassa % di incombusti presenti nelle scorie e nel flue gas (CO)
costituita
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➢surriscaldatori:
trasformano il vapore saturo
in surriscaldato
➢vaporizzatori: l’acqua di alimento
viene trasformata in vapore saturo
➢economizzatori: recupero di
parte dell’energia termica ancora
presente nei fumi per il
preriscaldamento dell’acqua di
alimento
➢ recupero del calore dal raffreddamento dei fumi per la produzione di energia elettrica e/o termica (fumi
raffreddati fino a circa 200 °C)
➢schema impiantistico simile a quello tipico delle centrali termoelettriche
➢ condizioni operative (pressione, temperatura) poco spinte (fenomeni di corrosione e erosione, nonché
alla formazione di depositi (“slagging”) sulle pareti di scambio termico)
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➢Rendimenti elettrici: 25-30%
➢ per teleriscaldamento, acqua calda surriscaldata a
120 °C ed ad una pressione di 1,5-2,0 bar
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COMPOSIZIONE DEI FUMI
COSTITUENTI TIPICI DA COMBUSTIONE
CO2, H2O, N2
PRODOTTI DA COMBUSTIONE INCOMPLETA
CO, CARBONIO ORGANICO INCOMBUSTO (HC, HCO)
PRODOTTI DA REAZIONI SECONDARIE
NOx
DIOSSINE, FURANI, IPA
PRODOTTI DA IMPUREZZE NEL COMBUSTIBILE
SO2, POLVERI, NOX, MICROINQUINANTI INORGANICI (METALLI), HCl
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Bicarbonato di
sodio
Ricircolo fumi
H2O al
degasatore
Carboni attivi
Ammoniaca/Urea
preriscaldo
condensato
vapore saturo da
c.c
ECO
elettrofiltro
caldaia
220
°C
215
°C
Reattore
170°C
DeNOX
SCR
Filtro a
maniche
168°C
166°C
190°C
STANDARD PER IL TRATTAMENTO FUMI
➢ Doppio stadio di filtrazione polveri
➢ Abbattimento NOx con sistema catalitico (DeNOx SCR)
➢ Abbattimento a secco (bicarbonato di sodio e carboni attivi)
140°C
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1. Il recupero di energia da rifiuti
2. Il contesto tecnico-normativo
3. I combustibili da rifiuto
4. Le sezioni di impianto
5. Standard ambientali
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Firenze
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MINIMIZZAZIONE DELLA PRESSIONE AMBIENTALE
In sede di progettazione dell’impianto e di gestione del medesimo bisogna riferirsi
alle indicazioni prestazionali indicate dalle BAT.
Es. polveri:
➢ valore normativo ex D.Lgs. 133: 10 mg/Nm3
➢ valore da BAT: fino a 1 mg/Nm3
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Principali presidi e sistemi ambientali:
➢ portale radiometrico per il controllo rifiuti in ingresso
➢ scarico rifiuti in ambiente confinato per odori (avanfossa rifiuti)
➢ impermeabilizzazione fossa rifiuti, fossa scorie, aree stoccaggio reagenti
Principali sistemi monitoraggio emissioni:
➢ misura in continuo delle emissioni al camino ridondato
➢ campionatore in continuo delle diossine
➢ misura in continuo del mercurio
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Certificazione
Vanno attivate le procedure per l’adozione di sistemi di gestione ambientale (ISO
14000) e soprattutto l’adesione al sistema EMAS.
Rapporto con il territorio
Riconoscimento di un fee (€/ton) al territorio dove ha sede l’impianto per lo sviluppo
di iniziative aggiuntive di monitoraggio:
• installazioni centraline fisse per la misura degli inquinanti
• biomonitoraggio su matrici ambientali (licheni, muschi,…)
• misure di deposizioni su terreni
• misura su falda
• misura di polveri sottili in ambiente e in emissione
• verifica delle condizioni di esercizio (T2s)
• analisi sui rifiuti in ingresso
Grazie per l’attenzione
Ing. Nicola Iannarelli
[email protected]
Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi di Cassino e del Lazio Merdionale

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