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Incremento dell’efficienza energetica nell’utilizzo dei residui: applicazione sperimentale di processi tecnologici atti all’incremento qualitativo del combustibile

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Incremento dell’efficienza energetica nell’utilizzo dei residui: applicazione sperimentale di processi tecnologici atti all’incremento qualitativo del combustibile

Tecniche di pre-trattamento migliorative delle prestazioni energetiche di biomasse residuali agricole e agro-industriali Torrefazione Lisciviazione con acqua.

Le biomasse combustibili rappresentano un’importante risorsa energetica rinnovabile oltre che un’interessante opportunità per quei contesti produttivi e quei territori che ne dispongono in grandi quantità. L’uso energetico di biomasse residuali da produzioni agricole di campo e da filiere o linee agroindustriali, si presenta particolarmente interessante sia perchè rappresenta un’alternativa al loro smaltimento, in alcuni casi anche oneroso, sia per l’opportunità economica che potenzialmente offre. Alcune caratteristiche fisiche e chimiche di questi materiali rendono tuttavia complesso il loro utilizzo energetico ed incidono su numerosi aspetti di carattere tecnico, economico ed ambientale. Le criticità riguardano principalmente: il limitato potere calorifico, la bassa densità energetica, l’elevato contenuto in ceneri e in umidità, la forte eterogeneità in termini di costituenti e di composizione chimica ma anche dimensionale, la limitata stabilità biologica,la forte affinità con l’acqua trattandosi di materiale a prevalente costituzione ligno-cellolusica. Questi obiettivi devono essere raggiunti attraverso l’applicazione di uno o più tecniche di pretrattamento basate su principi che non varino la condizione di “biomassa combustibile” del materiale. Tali si possono considerare i due trattamenti, la torrefazione e la lisciviazione con acqua, che sono stati oggetto dell’applicazione sperimentale su alcune biomasse residuali di origine agricola e agro-industriale. Rispetto alla torrefazione, l’indagine ha evidenziato come operando in un range di temperature compreso tra i 230 ed i 260ºC sia possibile ottenere un aumento superiore al 30-35% del potere calorifico inferiore del materiale di partenza. Questo risultato è ottenuto a fronte di una perdita di massa variabile tra il 30-40%, liberatasi durante il processo di torrefazione, a cui è associato un contenuto energetico complessivo rispetto alprodotto iniziale compreso tra il 15 ed il 25% massimo. Pertanto, la perdita in massa è associata ad una minore perdita in termini di contenuto energetico, giustificando come il torrefatto sia un prodotto con un elevato potere calorifico. Effetti importanti sono risultati evidenti a carico della composizione chimica del prodotto, con una forte perdita di ossigeno, superiore a quella a carico di carbonio e idrogeno. Complessivamente l’indagine effettuata ha evidenziato come torrefatti siano prodotti nuovi rispetto alle biomasse di partenza, la cui qualità è significativamente più elevata. E’ possibile ottenere combustibili con contenuto in ceneri compresi in un range tra l’1% ed il 4% su sostanza secca, tipico di un cippato di legno di media-elevata qualità, e un potere calorificoinferiore compreso tra i 20 ed i 28 MJ/kg su sostanza secca. In merito al trattamento di lisciviazione con acqua, i test eseguiti sulla biomassa con acqua a temperature di 30 e 70°C mostrano che è possibile ridurre il suo caricoinorganico di oltre il 50% rispetto al contenuto iniziale, evidenziando anche un effetto della temperatura che sembrerebbe giocare un ruolo sopratutto sulla cinetica del fenomeno, con velocità di riduzione delle ceneri superiori nei trattamenti con acqua più calda. Con entrambi i trattamenti è stato rilevata la presneza di risposte diverse in funzione del tipo di biomassa.

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