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Termoutilizzazione dei rifiuti: ottimizzazione e controllo di processo

Informazioni tesi

  Autore: Oreste Barbuto
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1997-98
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Chimica
  Relatore: Giuseppe Liuzzo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 254

Nota Redazionale: Le tabelle che non compaiono nel corpo del testo e gli allegati si trovano in fondo alla tesi.

La termodistruzione dei rifiuti è una tecnologia che, alla luce della recente normativa, è in via di sviluppo e il progetto che è alla base di questo lavoro, tende a migliorare le procedure operative correnti, affiancandole e sostituendole, ove necessario, con metodologie più oggettive ed universali.
L’ottimizzazione del processo si può ottenere con tecniche innovative di monitoraggio ed intervento ed è volta principalmente a due obiettivi: la minimizzazione dell’emissione di inquinanti dovuta ad un migliore andamento dei fenomeni di combustione ed il miglioramento del recupero energetico, determinato da condizioni più stabili del forno.
Per fare questo bisogna agire controllando variabili operative già all’interno della camera di combustione: ciò richiede uno sforzo tecnologico mai compiuto finora e promette vantaggi non ancora raggiunti.

Il presente lavoro, che si inserisce nell’ambito di una collaborazione triennale tra ENEA ed AGEA di Ferrara, parte dallo studio di un impianto di incenerimento esistente e valuta la possibilità di integrare il sistema di controllo presente con un altro che, muovendosi da misure rilevate direttamente in camera di combustione e sfruttando metodologie di tipo innovativo, fornisca agli operatori consigli e strumenti per migliorarne la gestione.
Per ottenere questo obiettivo è necessaria una serie di campagne sperimentali, al fine di valutare scenari, caratterizzare il processo e far emergere le problematiche critiche da dover affrontare.
Per ottimizzare il processo è necessaria la conoscenza piena dello stesso e a ciò mirano le suddette sperimentazioni.
Lo svolgimento della tesi ha seguito tutta la parte preliminare e di approccio della sperimentazione, ha fornito consigli e suggerimenti per il proseguimento di essa e ha tentato di approfondire la conoscenza del processo, valutando una serie di parametri operativi e di misure effettuate sull’impianto e confrontandole con calcoli relativi alle grandezze misurate, con una particolare attenzione agli interventi di gestione operati attualmente e con maggiore frequenza.


I processi di combustione ed in particolare quelli da rifiuti sono, per loro stessa natura, difficili da modellizzare e studiare, per via dei molteplici fattori che li influenzano e delle diverse possibili reazioni che intervengono.
La complessità maggiore nello sviluppo di questo lavoro è data dalla carenza di dati relativi all’alimentazione istantanea di rifiuti, per effetto della singolarità del “combustibile” considerato e dalla difficoltà di interpretazione dei dati stessi, per via di risposte contrastanti con i valori attesi e per inconvenienti di tipo tecnico occorsi nel corso della sperimentazione

La sperimentazione è stata suddivisa in interventi sull’aria primaria, variandone portata e temperatura di ingresso, sulla frequenza di movimentazione delle griglie e sulla distribuzione di aria primaria al di sotto della griglia stessa.
Si è cercato, per quanto possibile, di conoscere il processo, evidenziando le differenti risposte dell’impianto alle variazioni introdotte, si sono avanzate ipotesi sulla presenza di particolari inquinanti, si sono evidenziate e messe a fuoco le problematiche da affrontare nel proseguimento del progetto.
Inoltre, sono stati forniti degli spunti per migliorare le prossime prove sperimentali, al fine di avere delle risposte più coerenti e di migliorare la valutazione dello stato di impianto che si vuole rilevare.

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3 INTRODUZIONE Lo sviluppo economico e sociale degli ultimi decenni ha reso i rifiuti un tema centrale soprattutto per le implicazioni di carattere giuridico e tecnico-scientifico, creando una situazione di interazione tra i due mondi e, in passato, di difficolt� del secondo nei confronti del primo per adeguamenti a leggi contorte e spesso inefficaci (ad esempio per quanto riguarda l�imposizione della camera di post- combustione). Tutto questo ha determinato una situazione di prevalente ricorso al conferimento in discarica quando sarebbe molto pi� conveniente ed ecologicamente pi� corretto ricorrere ad altri metodi di smaltimento quali ad esempio l�incenerimento con recupero di energia. Quest�ultima tipologia di impianto risulta pi� �ecologica� se si effettua un confronto fra le emissioni di inquinanti al camino di un moderno inceneritore di rifiuti e quelle di un impianto alimentato con combustibili tradizionali. Confrontando le emissioni di polveri, SO2 e NOx riferite all�energia prodotta, si ottiene quanto segue: • se l�inceneritore dei rifiuti funziona in cogenerazione, rispetto ad un analogo impianto alimentato ad olio combustibile, il primo consente (per unit� di energia recuperata) una riduzione del 51% delle polveri, del 77% per SO2; mentre per NOx si ha un incremento del 10%. • se l�inceneritore recupera solo energia elettrica, rispetto ad un analogo impianto alimentato ad olio combustibile, si ha con il primo una riduzione delle polveri del 21%, del 66% per SO2, invece per NOx si ha un incremento del 73%. • imponendo inoltre valori molto bassi al contenuto di polveri nelle correnti effluenti dall�inceneritore, le quantit� emesse, specie per i metalli pesanti, sono equivalenti od inferiori a quelli originati dalla combustione di olio combustibile.

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