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I processi di sfruttamento termochimico delle biomasse - Aspetti tecnologici, ambientali, economici

I processi di sfruttamento termochimico delle biomasse Aspetti tecnologici, ambientali, economici  
Mercoledì 04 Dicembre 2019, ore 15:00 - 19:15 (ore 14:45 registrazione partecipanti)
 Sala Sebastiano Frixa, Sede Ordine Ingegneri Genova  
Docenti: Prof. Roberto Jodice, Ing. Vittorio Bruzzo
Evento ad accesso gratuito

Introduzione
I residui e gli scarti di origine organica con rapporto carbonio/azoto superiore a 30 ed un contenuto di umidità inferiore al 50% (caratteristiche proprie dei prodotti e residui cellulosici e legnosi) possono essere utilizzati come combustibile per la produzione di energia, mediante l’adozione di processi termochimici. I processi termochimici possono esser suddivisi (schematicamente) in:
Combustione diretta Combustori moderni ad alto rendimento per l’impiego domestico (legno in scaglie, in pellet, in ciocchi) per l’impiego industriale Aspetti ambientali, economici Pirolisi e torrefazione Pirolizzatori di piccola e media dimensione Aspetti ambientali, economici Torrefattori di piccola media dimensione Aspetti ambientali, economici Gassificazione I gassificatori  per l’impiego domestico i gassificatori per l’impiego industriale (per la produzione di energia meccanica/elettrica o per la cogenerazione. Aspetti ambientali, economici  

I processi termochimici
La legna, gli scarti forestali, arborei, agricoli, dell’industria del legno, di quella agro-alimentare e alcune frazioni di rifiuti solidi urbani possono essere sottoposti a processi termochimici, scelti sulla base delle caratteristiche chimico fisiche e merceologiche del materiale, per volumi da trattare, ecc.. In maniera più o meno accentuata tutti questi materiali presentano caratteristiche di dispersione nel territorio e, in taluni casi, possono dare origine a fenomeni di impatto ambientale, con problemi non facili (in termini economici) di raccolta, di conservazione e  trattamento.   Tutti i processi termochimici iniziano con la pirolisi che è un processo di distillazione soprattutto delle sostanze legnose; ad essa possono seguire altre fasi, a seconda dei prodotti finali desiderati. Durante la pirolisi, la olocellulosa e la lignina (che sono i principali componenti dei materiali ligno-cellulosici) danno origine a composti diversi. La olocellulosa produce soprattutto sostanze volatili. Nella combustione diretta, esse, reagendo con l’ossigeno, sono bruciate completamente. La lignina produce principalmente carbone di legna, unitamente a sostanze volatili. Il carbone può essere utilizzato come tale, o ulteriormente trattato per ottenere sostanze gassose. Successivamente , innalzando la temperatura di processo, si registra la gassificazione della biomassa, ossia la conversione in prodotti gassosi combustibili, quali ossido di carbonio, idrogeno e in misura del tutto inferiore, idrocarburi di differente massa molecolare. 

La raccolta della biomassa
 In Italia di grande interesse economico ed ambientale è il governo dei boschi cedui, stante l’opera di conversione delle superfici forestali, operata nei secoli. Poiché il territorio nazionale è per lo più montuoso, il taglio, l’esbosco e la depezzatura del legname sono spesso operazioni costose; peraltro le moderne tecnologie impiegate sono riuscite a rendere economicamente vantaggioso l’impiego delle biomasse ottenute, soprattutto se considerate come combustibile competitivo con quelli di origine fossile. Di interesse è anche la raccolta delle biomasse erbacee, effettuata con attrezzature simili a quelle utilizzate nella produzione dei cereali, e dei residui della produzione olearia, vitivinicola, ecc.  

Combustione diretta
La combustione è l’ossidazione completa di una sostanza che brucia in presenza dell’ossigeno contenuto nell’aria che agisce da comburente. Si tratta, quindi, di una reazione esotermica nel corso della quale l’energia chimica contenuta nella biomassa si libera sotto forma di calore. Questo processo avviene in presenza di aria in eccesso  rispetto a quella stechiometrica che permette la combustione completa che si verifica a temperature comprese tra 1.000 e 1.500 °C. L’eccesso di aria varia in funzione dei materiali trattati e deve essere sufficientemente alto tale da non lasciare frazioni di incombusti nelle ceneri, ma non troppo elevato in quanto sarebbe causa di dispersione di calore con i fumi. Di conseguenza la temperatura dei fumi dovrà essere bassa per consentire il massimo recupero del calore sensibile dei gas di combustione, ma non dovrà scendere sotto certi valori minimi, pena la riduzione del tiraggio e la condensazione del vapor d’acqua.  

La pirolisi
La pirolisi è un processo di decomposizione fisica e chimica di materiali organici, ottenuta riscaldando questi ultimi in assenza di ossigeno (aria). Nell’evolvere delle varie fasi si ottengono prodotti diversi, a seconda delle temperature raggiunte. Per valori fino a 400÷500 °C avviene la carbonizzazione, che produce carbone di legna, una miscela di gas (condensabili e incondensabili) e composti liquidi (catrami, olii pesanti e leggeri). Durante la carbonizzazione la produzione di carbone di legna è circa il 30-35% del peso della S.S. di partenza, la produzione di gas è il 15-20% della S.S. e i prodotti liquidi 15-20% della S.S. (catrami, olii ed acido pirolegnoso).  

Torrefazione
La torrefazione è un processo intermedio rispetto alla pirolisi e carbonizzazione, poiché ha luogo a temperature inferiori (attorno a 250 °C), in un lasso di tempo ridotto (mediamente 2-3 ore). In tali condizioni l’umidità della massa è ridotta a valori minimali, mentre le sostanze organiche iniziano un breve processo di carbonizzazione; il potere calorifico del residuo aumenta considerevolmente. Sotto il profilo tecnologico è relativamente semplice, anche se in Italia attualmente è poco diffuso; trova impiego nelle aree montane ove il costo del trasporto è una voce importante del bilancio economico, poiché a parità di peso si trasporta un materiale a più alto valore  energetico. Inoltre la combustione del legno torrefatto registra rendimenti energetici più elevati rispetto al legno di origine. E’ effettuata anche in campo (in bosco) con attrezzature mobili.  

La gassificazione
La gassificazione consiste nella conversione di una sostanza organica in ambiente ad elevata temperatura (circa 1.000 °C) per la produzione di un gas combustibile a basso potere calorifico (4.6÷5,4 kJ/Nm3). Sostanzialmente si tratta di un processo condotto in carenza di ossigeno, in modo da formare monossido di carbonio e non anidride carbonica. Se il prodotto di partenza è carbone vegetale, si ha una diretta gassificazione, mentre, se si utilizzano vegetali (legna o residui agro-forestali) allo stato di tal quale, il processo prevede una prima fase di essiccazione, indi di carbonizzazione ed infine di gassificazione.  
Tipo Seminario
Luogo Sala Sebastiano Frixa, Sede Ordine Ingegneri Genova
Regione Liguria
Comune Genova
Provincia Genova
Indirizzo Piazza della Vittoria, 11/10 - 16121 Genova
Organizzatore Ordine degli Ingegneri di Genova
Responsabile Scientifico Ing. Vittorio Bruzzo
Durata 4 ore
Frequenza minima 4 ore
Costo Gratuito
CFP 4
Tipologia corso -
Iscrizioni Chiuse
Posti disponibili 80
Posti rimanenti 21

Calendario corso

mercoledì, 04 dicembre 2019
Inizio15:00
Fine19:15
Docenti
Ing. Vittorio Bruzzo
Prof. Roberto Jodice

Allegati

  • 2019-12-04LOIprocessidisfruttamentotermochimicodellebiomasse.pdf Download

Iscrizioni

Apertura Iscrizioni25/10/2019 16:00
Termine Iscrizioni04/12/2019 15:00

Siamo spiacenti le iscrizioni al corso si sono chiuse il 04/12/2019 alle 15:00
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