L'industria della termovalorizzazione utilizza diversi metodi di trattamento dei rifiuti. I rifiuti solidi urbani e industriali vengono convertiti in energia elettrica e talvolta in calore per i processi industriali e i sistemi di teleriscaldamento. Il processo principale è ovviamente l'incenerimento, ma a volte vengono utilizzate fasi intermedie di pirolisi, gassificazione e digestione anaerobica per convertire i rifiuti in sottoprodotti utili che vengono poi utilizzati per generare energia attraverso turbine o altre apparecchiature. Questa tecnologia sta ottenendo un ampio riconoscimento a livello globale come forma di energia più ecologica e pulita rispetto alla combustione tradizionale di combustibili fossili e come mezzo per ridurre la produzione di rifiuti.
Tipi di termovalorizzazione
Incenerimento
L'incenerimento è un processo di trattamento dei rifiuti che prevede la combustione delle sostanze ricche di energia contenute nei materiali di scarto, in genere a temperature elevate, intorno ai 1000 gradi C. Gli impianti industriali per l'incenerimento dei rifiuti sono comunemente definiti termovalorizzatori e spesso sono centrali elettriche di dimensioni notevoli. L'incenerimento e altri sistemi di trattamento dei rifiuti ad alta temperatura sono spesso descritti come "trattamento termico". Durante il processo i rifiuti vengono convertiti in calore e vapore che possono essere utilizzati per azionare una turbina e generare elettricità. Questo metodo ha attualmente un'efficienza di circa il 15-29%, anche se ha un potenziale di miglioramento.
Pirolisi
La pirolisi è un altro processo di trattamento dei rifiuti in cui la decomposizione di rifiuti solidi idrocarburici, tipicamente plastici, avviene ad alte temperature senza ossigeno, in un'atmosfera di gas inerti. Questo trattamento viene solitamente condotto a una temperatura pari o superiore a 500 °C, fornendo un calore sufficiente a decomporre le molecole a catena lunga, compresi i biopolimeri, in idrocarburi più semplici e di massa inferiore.
Gassificazione
Questo processo viene utilizzato per ottenere combustibili gassosi da combustibili più pesanti e da rifiuti contenenti materiale combustibile. In questo processo, le sostanze carboniose vengono convertite ad alta temperatura in anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO) e una piccola quantità di idrogeno. In questo processo si genera un gas che è una buona fonte di energia utilizzabile. Questo gas può essere utilizzato per produrre elettricità e calore.
Gassificazione ad arco di plasma
In questo processo, una torcia al plasma viene utilizzata per ionizzare il materiale ricco di energia. Si produce syngas che può essere utilizzato per produrre fertilizzanti o generare elettricità. Questo metodo è più una tecnica di smaltimento dei rifiuti che un mezzo serio per generare gas, poiché spesso consuma tanta energia quanto il gas che produce.
Le ragioni della termovalorizzazione
Questa tecnologia sta ottenendo un ampio riconoscimento a livello globale per quanto riguarda la produzione di rifiuti e la domanda di energia pulita.
- Evita le emissioni di metano dalle discariche
- Compensa le emissioni di gas a effetto serra (GHG) derivanti dalla produzione di energia elettrica da combustibili fossili.
- Recupera e ricicla risorse preziose, come i metalli.
- Produce energia e vapore di base puliti e affidabili
- Utilizza meno terreno per megawatt rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile
- Fonte di combustibile rinnovabile sostenibile e costante (rispetto all'eolico e al solare)
- Distrugge i rifiuti chimici
- Si ottengono bassi livelli di emissioni, in genere ben al di sotto dei livelli consentiti
- Distrugge cataliticamente gli ossidi di azoto (NOx), le diossine e i furani grazie alla riduzione catalitica selettiva (SCR).
Quali sono i rischi del gas?
Esistono molti processi per trasformare i rifiuti in energia, tra cui gli impianti di biogas, l'utilizzo dei rifiuti, la raccolta del percolato, la combustione e il recupero di calore. Tutti questi processi comportano rischi di gas per chi lavora in questi ambienti.
In un impianto di biogas si produce biogas. Questo si forma quando i materiali organici, come i rifiuti agricoli e alimentari, vengono scomposti dai batteri in un ambiente privo di ossigeno. Si tratta di un processo chiamato digestione anaerobica. Una volta catturato, il biogas può essere utilizzato per produrre calore ed elettricità per motori, microturbine e celle a combustibile. È chiaro che il biogas ha un elevato contenuto di metano e un notevole contenuto di idrogeno solforato (H2S), il che genera molteplici e gravi rischi per i gas. (Per maggiori informazioni sul biogas, leggete il nostro blog). In ogni caso, vi è un elevato rischio di incendio ed esplosione, rischio di spazio confinato, asfissia, esaurimento dell'ossigeno e avvelenamento da gas, solitamente daH2So ammoniaca (NH3). I lavoratori di un impianto di biogas devono essere dotati di rilevatori di gas personali in grado di rilevare e monitorare gas infiammabili, ossigeno e gas tossici comeH2Se CO.
In una raccolta di rifiuti è comune trovare gas infiammabili come il metano (CH4) e gas tossici comeH2S, CO e NH3. Ciò è dovuto al fatto che i bunker dei rifiuti sono costruiti a diversi metri di profondità e i rilevatori di gas sono di solito montati in alto, rendendo difficile la manutenzione e la calibrazione dei rilevatori. In molti casi, un sistema di campionamento è una soluzione pratica, in quanto i campioni d'aria possono essere portati in una posizione comoda e misurati.
Il percolato è un liquido che drena (lisciviazione) da un'area in cui vengono raccolti i rifiuti; le pozze di percolato presentano una serie di rischi di gas. Questi includono il rischio di gas infiammabili (rischio di esplosione),H2S(veleno, corrosione), ammoniaca (veleno, corrosione), CO (veleno) e livelli negativi di ossigeno (soffocamento). La piscina del percolato e i passaggi che portano alla piscina del percolato richiedono il monitoraggio di CH4,H2S, CO, NH3, ossigeno (O2) eCO2. Lungo i percorsi che portano alla vasca del percolato devono essere collocati vari rilevatori di gas, con l'uscita collegata a pannelli di controllo esterni.
La combustione e il recupero di calore richiedono il rilevamento di O2 e dei gas tossici anidride solforosa (SO2) e CO. Tutti questi gas rappresentano una minaccia per chi lavora nelle aree delle caldaie.
Un altro processo classificato come pericoloso per i gas è lo scrubber dell'aria di scarico. Il processo è pericoloso perché i gas di scarico dell'incenerimento sono altamente tossici. Questo perché contiene inquinanti come biossido di azoto (NO2), SO2, cloruro di idrogeno (HCL) e diossina. L'NO2 e l'SO2 sono importanti gas a effetto serra, mentre l'HCL è un gas dannoso per la salute umana.
Per saperne di più sull'industria dei termovalorizzatori, visitate la nostra pagina dedicata al settore.
