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Termovalorizzatore di Padova, San Lazzaro

Termovalorizzatore di Padova, San Lazzaro: tecnologia e fasi di funzionamento

1 - Ricezione e stoccaggio rifiuti.

I rifiuti entrano nell'impianto dopo aver passato il portale radiometrico e la pesa d'ingresso per la determinazione del peso lordo; i mezzi scaricano i rifiuti nella relativa fossa ed escono dall'impianto dopo la seconda pesata per la tara.
L'impianto è dotato di una fossa per lo scarico e l'accumulo rifiuti di circa 20.000 m3.
La movimentazione e l'alimentazione dei rifiuti alle linee di termovalorizzazione, avviene mediante due sistemi carroponte/benna operanti su un unico livello di vie di corsa.
L'alimentazione dei rifiuti sanitari nel forno, avviene separatamente rispetto ai restanti rifiuti mediante nastri trasportatori dedicati, senza il transito nella fossa rifiuti.

2 - Combustione.

Ciascuna linea dell'impianto è formata da un forno, una caldaia e un sistema di trattamento dei fumi di combustione.
Nelle Linee 1 e 2 la griglia installata è di tipo a gradini mobile inclinita ad aria ed il forno  è del tipo semiadiabatico con una ridotta zona delle pareti membranate al fine di ottimizzare il recupero energetico che avviene essenzialmente nella caldaia a recupero installata a valle del forno.
Nella terza linea la griglia è del tipo piano mobile orizzontale,  ma il raffreddamento è misto, ad aria ed acqua e, soprattutto, al di sopra della griglia è installata subito la caldaia che funge da forno. In questo caso si può parlare di sistema integrato forno-caldaia, che consente un incremento del recupero energetico.
Nelle linee 1 e 2 all'uscita della camera di combustione i gas vengono convogliati nella camera di post-combustione dove avviene il completamento delle reazioni di ossidazione iniziate in precedenza. I fumi vengono mantenuti per più di due secondi ad una temperatura superiore ai 850°C. Il mantenimento di tale temperatura, anche in presenza di rifiuti con basso potere calorifico, è garantito da bruciatori di sostegno funzionanti a gas metano, che si attivano automaticamente in funzione della temperatura dei fumi.
Nella linea 3 il controllo della temperatura avviene nella stessa camera di combustione (non esiste una vera camera di post-combustione fisicamente separata ma solo una zona di post-combustione) in cui sono presenti tre bruciatori che, nel caso di un calo della temperatura si attivano per mantenere le temperature di  processo al di sopra dei limiti normativi.

3 - Generazione di vapore.

A valle della camera di post-combustione del forno delle Linee 1 e  2 è inserita una caldaia a recupero a sviluppo verticale; sopra la griglia delle Linea 3 è installata una caldaia a sviluppo verticale ed orizzontale (sistema forno caldaia integrato):

  • il generatore di vapore della Linea 1 ha una potenzialità di circa 18 t/h di vapore alla temperatura di 380°C e pressione di 42 bar;
  • il generatore di vapore della Linea 2 ha una potenzialità di 18 t/h di vapore alla temperatura di 380°C e pressione di 42 bar;
  • il generatore di vapore della linea Linea 3 ha una potenzialità di 51 t/h di vapore alla temperatura di 380°C e pressione di 42 bar.

4 - Depurazione fumi.

DeNOx SNCR – Abbattimento NOx con sistema non catalitico

Il sistema di denitrificazione SNCR è analogo per le tre Linee e consiste nell'iniezione di urea o ammoniaca nella camera di post-combustione. Questo sistema viene messo in servizio in casi di emergenza, in fase di avviamento dell'impianto, a seguito di una fermata, o quando il sistema SCR descritto in seguito risulta fuori servizio.

PRIMO STADIO A SECCO – Reattore in linea a calce idrata e carboni attivi

I fumi in uscita dalla caldaia entrano in un reattore in linea dove vengono a contatto con la calce idrata ed il carbone attivo, che vengono iniettati a secco, separatamente nella Linea 3 e miscelati con sorbalite nelle Linee 1 e 2, nella corrente dei fumi.
La calce idrata consente una prima neutralizzazione degli inquinanti acidi. Il carbone attivo consente l'abbattimento di sostanze inquinanti quali diossine (PCDD), furani (PCDF) e metalli pesanti.

PRIMO FILTRO A MANICHE

I gas uscenti dal reattore in linea entrano nel filtro a maniche dove prosegue l'abbattimento. Le maniche sono costituite da un feltro di supporto su cui viene depositata una membrana microporosa; entrambe le parti sono realizzate in PTFE (GORETEX®) che consentono un ottima resistenza chimica e meccanica, ottimizzare l'efficienza di filtrazione e riducendo al minimo il passaggio di particolato. La pulizia delle maniche viene effettuata alimentando ciclicamente con aria compressa gli ugelli sistemati sull'asse di ogni manica. Il getto di aria compressa induce altra aria all'interno della manica provocandone una repentina espansione con conseguente distacco e caduta della polvere in tramoggia. Le polveri captate e cadute nelle tramogge sono scaricate nel trasportatore a catena posto sotto le tramogge del filtro a maniche; dette polveri, contenenti ancora calce non reagita (PCR – Prodotti Calcici Residui), in parte vengono ricircolate al reattore in linea e in parte vengono scaricate ad un sistema di trasporto, che provvede a convogliarle, insieme alle ceneri volanti, al sistema di stoccaggio dedicato. Il ricircolo delle polveri ha lo scopo di migliorare l'efficienza di abbattimento del sistema ed eventualmente contenere i consumi di reagente.

SECONDO STADIO A SECCO – Reattore Venturi a bicarbonato di sodio e carboni attivi

I fumi in uscita dal primo stadio entrano in un reattore Venturi di assorbimento a secco, dove vengono a contatto con i reagenti, costituiti da bicarbonato di sodio e carbone attivo.

SECONDO FILTRO A MANICHE

I gas uscenti dal reattore a secco entrano nel filtro a maniche dove proseguono le reazioni sopra descritte. Il filtro a maniche, fatta eccezione per le maniche che sono realizzate in tessuto più pesante per conferire luna maggior resistenza meccanica ed efficienza, è del tutto analogo a quello descritto precedentemente per il primo stadio a secco.

RIDUZIONE CATALITICA NOx (Solo Linea 1)

Il secondo filtro a maniche della Linea 1 è dotato di speciali maniche filtranti (ancora in fase di sviluppo) aventi capacità di riduzione catalitica degli ossidi di azoto. Tali maniche, sviluppate dalla ditta GORE e impiegate per la prima volta nell'impianto di Padova, svolgono un'azione del tutto analoga ai tradizionali sistemi SCR. Per la riduzione degli ossidi di azoto viene iniettata ammoniaca in soluzione acquosa a monte del secondo filtro a maniche.

SISTEMA DI PRE-RISCALDAMENTO DEI FUMI (Solo per le Linee 2 e 3)

A valle del secondo filtro a maniche e a monte del reattore catalitico è previsto uno scambiatore fumi/vapore che ha la funzione di riscaldare i fumi prima del loro ingresso nel sistema di riduzione catalitica. Lo scambiatore è costituito da una batteria che viene installata in linea sulla tubazione che collega il filtro a maniche del secondo stadio con il reattore catalitico. Lo scambiatore è alimentato a vapore surriscaldato.

DeNOx SCR – Abbattimento NOx con sistema catalitico (Solo per le Linee 2 e 3)

In uscita dal pre-riscaldatore i fumi vengono inviati ad un sistema di denitrificazione di tipo catalitico.
L'abbattimento degli NOx, realizzato con un sistema SCR, prevede un processo di trattamento gas a secco mediante l'iniezione di ammoniaca (NH3) come agente riducente. L'ammoniaca (NH3) è aggiunta ai gas di combustione a monte di un catalizzatore e reagisce con gli NOx sul letto catalitico producendo azoto (N2) e acqua (H2O).
L'ulteriore effetto ottenibile, nel passaggio dei fumi sul letto catalitico, è l'abbattimento finale delle eventuali tracce di PCDD e PCDF ancora presenti nei fumi.

RAFFREDDAMENTO FUMI

I fumi sono portati ad una temperatura di circa 140°C grazie al recupero energetico in uscita, ottenuto mediante il preriscaldamento delle condense in alimentazione al degasatore. Nelle Linee 2 e 3 i fumi sono quindi inviati al camino tramite ventilatore indotto ed emessi in atmosfera ad un'altezza di 80 metri.

TORRE A CARBONE ATTIVO (Solo per Linea 1)

La Linea 1 è dotata di un sistema di trattamento dei fumi consistente in una filtrazione su letti fissi di carbone attivo. Questo stadio fornisce un'ulteriore riduzione di microinquinanti organici. Da qui i fumi vengono inviati al camino tramite ventilatore indotto ed emessi in atmosfera ad un'altezza di 80 metri.

5 - Cogenerazione di energia elettrica e termica.

Il vapore prodotto alimenta le tre turbine, una per ciascuna linea, che mettono in funzione alternatori sincroni trifase per la produzione di energia elettrica. L'energia prodotta, depurata degli autoconsumi, viene immessa in rete nazionale a 20kV (MT) ed a 135 kV (AT).
L'impianto ha una potenza di generazione installata pari a 17,9 MW.

Il vapore di scarico delle turbine viene condensato in scambiatori a fascio tubiero che utilizzano l'acqua del vicino canale Piovego quale fluido refrigerante. L'acqua condensata viene riutilizzata rientrando nel degasatore.

6 - La gestione

Il termovalorizzatore di Padova è gestito da Hestambiente s.r.l., Società del Gruppo Hera.

 
 
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