Gassificatori

Il metanolo (o alcool metilico, CH3OH) è uno dei composti più utilizzati nell'industria chimica e farmaceutica, nonché nei processi di produzione di idrocarburi sintetici, con un mercato in continua espansione. Oggi la produzione mondiale (90 milioni di tonnellate all'anno) deriva in modo pressoché esclusivo dai combustibili fossili: il 65% da gas naturale, attraverso processi cosiddetti di steam reforming, e il 35% dal carbone attraverso processi di gassificazione.

C’è la ISO/CD 21640 che stabilisce le regole per la classificazione e le specifiche dei combustibili solidi secondari. C’è la ISO/TR 21916 che ne fornisce i valori dei parametri di specifica per particolari utilizzi, come l’incenerimento e la gassificazione. C’è la ISO/CD 21644 che propone tre diversi metodi per la determinazione del contenuto di biomassa. E poi ci sono le norme tecniche e le linee guida nazionali che completano il quadro e che recentemente sono state sottoposte a revisione. Sono solo alcune delle norme sui combustibili solidi secondari (nel seguito CSS), ovvero dei combustibili ottenuti, mediante un trattamento meccanico, da rifiuti non pericolosi e preparati per essere avviati a recupero di energia in impianti di incenerimento o co-incenerimento.

RESET è un'azienda clean-tech che progetta e costruisce impianti containerizzati plug & play per la trasformazione di biomasse organiche in energia elettrica e termica attraverso un processo di gassificazione.

Imprese agroforestali: margini in calo Integrazione verticale: la legna Vendere calore Vendere corrente Micro-gassificatori Esempi presso aziende forestali Vendere pellet Pellet su piccola scala Funzionamento minipellettatrice Cippatino Cippatino: in crescita, processo Pellet e cippatino: qualche numero, struttura costi Conclusioni: fattori di successo e limiti

La cogenerazione Prestazioni di un cogeneratore Tecnologia solare CSP Tecnologia solare ENEA Attività di ricerca impianti solari CSP Impianti Solari CSP e la cogenerazione Impianti Solari CSP Ibridi-multigenerazione Esempi di progetti Tecnologia TREBIOS Cogenerazione da biomasse Impianti di combustione Cogenerazione da biomasse: gassificazione Attività di ricerca e sviluppo Progetto UNIfFY: (Unique Gasifer for Hydrogen Production) Recupero Termico a bassa temperatura – ORCLab

I sistemi di cogenerazione alimentati da fonti rinnovabili, quali le biomasse, risultano di grande interesse per la produzione efficiente di energia in ambito industriale. Pertanto, scopo del presente lavoro è lo studio dell’integrazione, in tale contesto, di un sistema di cogenerazione alimentato da syngas prodotto tramite gassificazione di biomasse. Tale valutazione è stata sviluppata mediante la realizzazione di modelli matematici di simulazione per la modellazione di un impianto in assetto cogenerativo.

L’articolo che segue cerca di descrivere l’approccio per il dimensionamento di microcombustori funzionanti secondo il principio della piro-gassificazione alimentati con biomassa legnosa, pellet o cippato di legno. Un esempio pratico.

Biomasse, bioliquidi, biogas (digestione anaerobica, pirolisi, gassificazione, discarica): comunicazione per attività di edilizia libera – fino a 50 kW e per impianti cogenerativi, fino a 200 kW e per impianti cogenerativi se in edifici esistenti. PAS – fino a 1 MW e 3 MWth per impianti cogenerativi, fino a 250 kW e (biogas) o 200 kW e (biomasse) per impianti non cogenerativi (bilanciamento tra l’utilizzo diretto dell’energia termica e l’attenzione verso le emissioni di particolato). AU – per gli impianti sopra soglia e per gli impianti alimentati, anche parzialmente, da rifiuti sottoposti ad autorizzazione ex art. 208 del d. lgs. 152/06.

In questo studio sono riportati i risultati sull’analisi delle prestazioni di un impianto di piccola cogenerazione (potenza elettrica 360 kW) alimentato a biomassa e costituito da un’unità di gassificazione, un’unità di potenza, basata sull’integrazione tra una microturbina e un’unità di celle a combustibile ad ossidi solidi, e un’unità di recupero calore. L’interesse verso l’utilizzo delle biomasse in impianti di piccola cogenerazione (direttiva 2004/08/CE) è cresciuto negli ultimi anni come dimostrato anche dai numerosi bandi di ricerca europei su tali tematiche (Horizon 2020).

La nuova norma UNI/CTI sulla cogenerazione da gassificazione di biomassa – 27 Ottobre 2015 ImpianF per la produzione e l􀁠uFlizzo di gas da gassificazione di biomassa combusFbile - Classificazione, requisiF, regole per l'offerta, l'ordinazione, la costruzione e il collaudo PERCHÉ NASCE: Esigenze normative da parte del settore Normare un settore a digiuno di norma Creare confidenza nell'utente finale e nel decisore politico DESTINATARI: - PRODUTTORI DI TECNOLOGIA - SOCIETÀ DI PROGETTAZIONE - ISTITUTI BANCARI - ENTI PUBBLICI - FINANZIATORI - UTENTI FINALI

(in lingua inglese) Biomass gasification for SNG production. A Comparison of Biomass Steam Generator Technologies Biomass Properties World’s Largest pure solids Biomass Fired Power Plant Biomass gasification with SNG Technology review – Gasification Technology review – VESTA Biomass-to-SNG: Case study

La gassificazione delle biomasse è un processo che si presta a diversi ambiti di applicazione ai fini energetici. E’ necessario guidare il processo in atto di crescita complessiva della bioenergia in Italia, evitando il rischio di possibili distorsioni che potrebbero influire negativamente su un comparto vitale e dalle grandi potenzialità per la salvaguardia del territorio e la decarbonizzazione dell’economia del futuro. In tal senso lo sviluppo di filiere corte e un ruolo di maggior rilievo dell’agricoltura può essere elemento chiave per lo sviluppo di bioenergie sostenibili.

Con l’inizio del 2015 si sono concluse le attività di revisione della norma dedicata agli impianti per la produzione e l’utilizzo di gas da gassificazione da biomassa combustibile ad opera della CT 904 “Biogas da fermentazione anaerobica e syngas biogenico”. Il documento tecnico, da intendersi come strumento normativo atto ad agevolare la contrattazione tra committente/acquirente e fornitore della tecnologia, trova applicazione nel processo di acquisto e realizzazione di un impianto. Per tali ragioni, la norma è destinata principalmente a istituti bancari, produttori di tecnologia, società di progettazione e, dal momento che richiede specifiche procedure ai fini della tutela della salute umana e della salvaguardia dell’ambiente, la norma è di sicuro interesse anche per i comuni cittadini.

Promuovere in Italia lo sviluppo della cogenerazione dal biogas, la gassificazione e il biometano. Attraverso il confronto tra gli operatori della filiera al fine di fornire proposte tecniche che indirizzino le normative incentivanti e di gestione. Il contributo all’ottimizzazione dei processi produttivi per una migliore efficienza nella gestione degli impianti, con benefici ambientali ed economici.

Il futuro dalle origini: legno - gas - energia - calore. Impianto innovativo di gassificazione e cogenerazione a biomassa legnosa : una soluzione al 100% Made in Germany. Presentazione dell´impianto innovativo LIGENTOPLANT 120-140 per la produzione di Biogas da biomassa di legno (gassificazione del cippato) e cogenerazione ad alto rendimento per produzione contemporanea di energia elettrica e calore.

L'obiettivo è lo sviluppo di un modello di simulazione del processo di produzione di metanolo da petcoke. Si analizzano dapprima i processi di delayed coking e di gassificazione per evidenziare le peculiarità della riqualificazione dei residui di raffineria a dare syngas. L'analisi viene successivamente focalizzata sulla produzione di metanolo dal syngas così ottenuto, in un primo momento presentando i comuni processi industriali, successivamente sviluppando un modello di simulazione del processo. Il modello è quindi validato con riferimento ai risultati di un impianto industriale già progettato e sulla base di questi dati si determinano i valori dei gradi di libertà. Si presentano infine i risultati ottenuti e alcune analisi mirate a valutare l'effetto delle principali variabili operative e a migliorare l'efficienza energetica del processo.

Il presente documento è riferito alle attività indicate nell’allegato tecnico all’Accordo di collaborazione tra ENEA e Sotacarbo “Tecnologie innovative che consentono la riduzione dei costi di investimento delle centrali a polverino di carbone”. In particolare, per il raggiungimento dell’obiettivo “OR1 – Sperimentazione e ottimizzazione di impianti di gassificazione”, è prevista l’esecuzione di una serie di attività sperimentali per ottimizzare il processo di gassificazione in letto fisso up-draft (tecnologia Wellman-Galusha, opportunamente adattata) impiegato nella piattaforma pilota Sotacarbo.

Sono riprese le attività del Gruppo di Lavoro 904 “Bio-gas da fermentazione anaerobica e syngas biogenico” del CTI sul progetto di norma dedicato agli impianti di gassificazione alimentati a biomassa ligno-cellulosica. L’attività fa parte di un lungo percorso normativo che intende fornire uno strumento tecnico di facile interpretazione col fine di rendere la contrattazione tra committente/ acquirente e fornitore della tecnologia più semplice e soprattutto standardizzata. Pertanto, la normazione della gassificazione di biomassa ligno-cellulosica – nata dalla necessità di un gruppo di operatori riuniti nel “Club della Gassificazione”, ma anche, in un contesto più ampio, richiesta dallo stesso mercato ancora in cerca di un’affermazione su scala nazionale – è destinata principalmente a tutti i soggetti coinvolti nel processo di acquisto e realizzazione di un impianto.

La gassificazione è oggi considerata una delle tecnologie promettenti per lo sfruttamento energetico delle biomasse; tuttavia, accanto al suo sviluppo tecnologico, affinché la gassificazione possa essere una delle tecnologie per produrre energia ed essere condivisa a livello territoriale, è necessario disporre anche di adeguati strumenti normativi e legislativi che favoriscano il dialogo, sulla base di regole comuni, chiare e condivise, tra i vari “attori” della filiera (che hanno esperienze e sensibilità differenti) e tra quest’ultima e le istituzioni.

La produzione di SNG a partire dalla gassificazione della biomassa è tecnicamente fattibile. Le principali tecnologie sono disponibili e sufficientemente mature per un’applicazione commerciale. Recenti studi eseguiti da FW mostrano come impianti Biomassa-SNG possano essere economicamente sostenibili anche in presenza di un regime incentivante non particolarmente incisivo.

L' attività svolta nella presente tesi ha cercato di fornire delle risposte a queste esigenze. Data la complessità dell‟argomento è stato adottato un approccio che affianca l‟attività sperimentale a quella modellistica che sono applicate a problemi di diversa scala, da quella di laboratorio a quella pilota. L‟approccio multi-scala è partito dai fenomeni coinvolti nella gassificazione delle biomasse: in particolar modo lo step di pirolisi. A riguardo è stata messa a punto una procedura di valutazione di cinetiche di devolatilizzazione di biomasse ad alta velocità di riscaldamento, che integra una campagna sperimentale di prove di pirolisi con un Drop Tube Reactor e la relativa modellazione di questa apparecchiatura con un codice CFD.

Produzione e combustione del biogas da digestione anaerobica e del gas di gassificazione di biomassa. DLgs n.152/2006 parte V, allegato X, parte II,sezione 4 Caratteristiche delle biomasse combustibili e relative condizioni di utilizzo. Limiti di batteria e impianto di gassificazione La classificazione dei reattori di gassificazione e le caratteristiche dell'impianto Requisiti e offerta Il collaudo Norma UNI 10458

Il lavoro di questa tesi sono state organizzate due campagne di prove con l’obiettivo di indagare su due fronti diversi: da una parte si è tentato di ottimizzare le performance del gassificatore in termini di composizione, produttività e potere calorifico del syngas attraverso la pianificazione di una campagna di co – gassificazione tra uno scarto di lavorazione derivante dal taglio stagionale della vite (sarmento) e un carbone tradizionale mentre dall’altra è stata pianificata una prova di gassificazione di una biomassa erbacea studiata e prodotta all’interno del CRIBE in modo da tentare di ricreare su piccola scala quello che potrebbe essere uno scenario concreto di utilizzo di “colture dedicate”.

Nel presente lavoro di tesi sono state studiate diverse tecnologie di gassificazione di rifiuti industriali. In particolare sono stati sviluppati tre modelli di processo di tecnologie di gassificazione di scarto di pulper al fine di effettuare un analisi di sensitività e comparativa. Per lo sviluppo dei modelli di processo ci siamo avvalsi di dati sperimentali per il modello di gassificazione al plasma e di dati assunti e forniti dalla letteratura scientifica per lo sviluppo dei modelli del gassificatore ad alta e bassa temperatura.

In questo lavoro di tesi, dopo una presentazione iniziale del panorama energetico mondiale e del PEN italiano, verrà affrontata un’analisi LCA della produzione di energia da gassificazione di biomassa. Il sistema analizzato comprende, oltre al processo produttivo, la fase di coltivazione e di smaltimento delle ceneri prodotte dal gassificatore; il tutto sarà inserito nel contesto agricolo ed industriale del nord-est dell’Italia. Lo scopo della tesi è quello di valutare gli impatti relativi alla produzione di energia da gassificazione di biomassa e di confrontare i risultati con gli impianti di produzione di energia tradizionale relativi alla situazione italiana.

Cogenerazione a biomassa, soluzioni tecniche adottate e casi applicativi.

Il Consorzio Italiano Biogas e Gassificazione Kiloverde, il biogas in Europa, il biogas agro-zootecnico in Italia a fine 2012, prerogative della filera biogas – biometano, il biometano.

Il progetto prevede l’installazione di un impianto di gassificazione alimentato a cippato di legno da abete rosso (classificato come sottoprodotto di origine biologica dalla Tabella 1-A del DM 6 luglio 2012) della potenza elettrica nominale di 200 kW con recupero termico pari a 360 kWt (di cui 200 kWt “utile” ai sensi del DM 4 agosto 2011). L’impianto di gassificazione è abbinato a un sistema di pellettizzazione con essiccatore a tappeti, sistema di imballaggio automatico del pellet prodotto.

Sviluppo e l’ottimizzazione di tecnologie di gassificazione del carbone in impianti equipaggiati con sistemi di cattura di tipo pre-combustion più promettenti in una prospettiva di medio-lungo periodo.

Si è eseguita una valutazione di fattibilità di un impianto di produzione di energia elettrica a biomasse confrontando diverse soluzioni impiantistiche. La tecnologia base è un impianto di gassificazione, con utilizzo del gas prodotto in un motore a combustione interna. Le soluzioni di confronto sono un ciclo Rankine a vapore e un impianto a fluido organico. L'analisi tecnico-economica è stata effettuata tramite un'analisi di rischio con il metodo Monte Carlo utilizzando il software @RIS

Generalità sul processo di gassificazione. Il processo di gassificazione è ben noto dal secolo scorso e fino a oggi utilizzato su larga scala all'interno delle raffinerie come tecnologia fondamentale per convertire il carbone fossile e i residui petroliferi in gas di sintesi (syngas). L'innovazione, dunque, risulta dall'applicazione di questa tecnologia a impianti di piccola scala per la conversione di biomassa.

In questo lavoro si sono caratterizzate le emissioni prodotte dalla combustione della legna di abete utilizzando diverse parti della pianta: ramaglie, rami, tronco (senza corteccia), radici, corteccia e aghi. Le prove sono state svolte presso i laboratori dell'Università degli Studi di Trento, in una caldaia a gassificazione a fiamma rovesciata ad alta efficienza da 25kW. I risultati sono stati confrontati con dati di letteratura scientifica.

Il lavoro presenta un'analisi energetica ed economica di impianti IGCC integrati con una sezione di accumulo del syngas e con una turbina a gas per la copertura dei carichi intermedi e di punta. In questi impianti, una parte del syngas prodotto viene accumulata nei periodi di bassa richiesta elettrica e successivamente utilizzata per la produzione di energia nei periodi di punta (o comunque quando richiesto dal gestore della rete), pur mantenendo la sezione di gassificazione a carico costante.

Il processo di produzione di syngas (gas di sintesi) per pirolisi e gassificazione di cippato di legno presenta una complessità rilevante dal punto di vista impiantistico, in particolare per la sua gestione automatica. Questa, in tutte le sue fasi, dall'alimentazione della biomassa fino alla produzione di energia elettrica e termica, passando per tutte le sezioni di trattamento del syngas, è influenzata da un elevato numero di fattori.

Il presente articolo ha l'obiettivo di illustrare e analizzare criticamente le scelte che sono state effettuate per monitorare in modo non invasivo il funzionamento di un gassificatore della tipologia downdraft stratified. Le attività di monitoraggio sono state pianificate in modo da ottenere dati precisi ed affidabili che potessero essere utilizzati per la stesura e la validazione di un modello matematico di simulazione.