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Impianti di cogenerazione alimentati a Syngas

Progettazione realizzazione e manutenzione di impianti di cogenerazione a Syngas

Come viene prodotto il Syngas?

Il Syngas viene prodotto tramite l'utilizzo di un gassificatore pirolitico downdraft (realizzato dalla Solartek su licenza di brevetto), per biomasse agro-forestali il quale al proprio interno riproduce di continuo quattro processi termochimici ovvero:

  • Essiccazione: all'interno del gassificatore la biomassa si surriscalda e perde tutto il contenuto idrico, che si trasforma in vapore acqueo. La biomassa entra nella zona di pirolisi in fase anidra (0% di umidità).
  • Pirolisi: è un processo termochimico che decompone la biomassa. Si innesca tra i 150° e 800°C, in forte carenza di ossigeno. I prodotti di pirolisi sono gassosi, liquidi e solidi, a seconda della biomassa usata.
  • Combustione: è l'ossidazione della biomassa e dei derivati della pirolisi. Avviene in forte carenza di ossigeno, a una temperatura tra 1.000-1.200 °C. L'aria comburente entra nella zona di combustione attraverso degli ugelli dimensionati per avere una combustione ipoaerobica (soffocata). Gli idrocarburi vengono trasformati in gas.
  • Riduzione: i gas prodotti dalla combustione passano attraverso un letto di carbone a circa 600-800°C. Il letto di carbone è costantemente alimentato dalla combustione stessa, e contribuisce a rigenerare il gas, aumentandone il potere calorifico. La riduzione agisce principalmente sul vapore acqueo e sull'anidride carbonica.Sul fondo del reattore viene realizzata una zona per la raccolta dei residui solidi prodotti dal processo per effetto della gravità. Il gas così prodotto viene depurato dalle particelle di carbonio più leggere dei residui carboniosi e le ceneri contenute nella biomassa mediante un ciclone, successivamente un filtro di nostra invenzione coperto da brevetto, ne completa la pulizia.

Schema funzionamento pirogassificatore

L'alimentazione del pirogassificatore avviene tramite biomassa legnosa ed è una fonte di energia rinnovabile a basso costo di produzione.
Per biomassa legnosa si intendono tutti i materiali di origine vegetale provenienti da legno di sottobosco, legno di scarto, legno usato, sfalci di potatura del verde pubblico, residui di piante agricole, residui di lavorazioni agricole ed alimentari.
Utilizzando biomassa legnosa per produrre energia tramite pirogassificazione si imprigiona la CO2 fissato nella biomassa all’interno del biochar evitando la reimmissione in atmosfera.

Lo sviluppo continuativo di tali processi è garantito da un equilibrio energetico costante e consente la produzione di un gas il cui potere calorifico è variabile nel range 1000 - 1200 kcal/m3. La particolarità dell’impianto e del reattore di pirogassificazione SOLARATEK consiste nella:

Dalla combustione del Syngas così prodotto, si procede tramite motore a combustione interna alla generazione combinata di energia elettrica e calore.

Layout generico impianto cogenerazione alimentato a Syngas

Layout impianto cogenerazione a Syngas

Quali sono i vantaggi di un impianto di cogenerazione a Syngas?

Produzione di biochar

La pirolisi della biomassa si arresta prima della combustione completa del carbonio presente nel combustibile, pertanto tale carbonio non ritorna in forma gassosa (CO2) nell'atmosfera (a patto ovviamente che non venga ulteriormente bruciato) e si presta ad essere utilizzato quale ammendante nel terreno, migliorandone le caratteristiche di permeabilità, porosità, aerazione, capacità di trattenere l'umidità, in altri termini migliorandone dal punto di vista agriculturale le caratteristiche.
Inoltre il biochar fornisce un modo economico per ridurre le immissioni di CO2 (uno dei principali "gas serra") in atmosfera o addirittura per recuperare dall'atmosfera parte della CO2 ivi presente in eccesso, sequestrandola in maniera permanente.

Produzione di energia elettrica

La produzione di energia elettrica viene affidata al motore endotermico, alimentato dal Syngas prodotto dal pirogassificatore e reso più freddo grazie allo scambiatore di calore prima dell'immisione nell'alimentazione del motore.
Le emissioni acustiche del motore e della macchina durante il funzionamento sono aderenti alle normative e alle guide applicative dell'ARPA nonché alla legislazione Nazionale e Comunitaria (49-2002 e 613-2003 CE); le emissioni dei fumi sono verificabili in ogni momento in tempo reale interrogando il sistema di controllo e sono controllate dalla sonda in uscita dallo scarico del motore e comunque sempre al di sotto della soglia prevista dal GSE per l’ottenimento del premio sulla tariffa.

Produzione di energia termica

Oltre a produrre energia elettrica, l’impianto produce energia termica disponibile pari a circa il 200% dell’energia elettrica prodotta; parte di tale energia è utilizzata per il processo di gassificazione stesso.
Tale energia termica proviene da tre fonti differenti:

  1. Dal raffreddamento del gas prodotto nel reattore
    Il Syngas viene prodotto a temperature superiori agli 1000° ed in larga parte diviene calore di processo, ma in parte viene recuperato da uno scambiatore
  2. Dal raffreddamento dell’acqua del radiatore
    Il sistema di raffreddamento del motore può fornire un calore di bassa temperatura, attorno ai 90°
  3. Dal raffreddamento dei fumi di scarico
    I quali forniscono calore ad alta temperatura, tra i 380° e i 400°. Il sistema di recupero è composto da uno scambiatore (di norma aria-acqua)

Altre informazioni sugli impianti di cogenerazione a Syngas?

La nostra esperienza sarà messa a tua disposizione per fornirti la soluzione più adeguata, e se necessario un nostro tecnico-commerciale effettuerà anche un sopralluogo.

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