© TSenergyGroup | 2014 1 Struttura - Background - Descrizione del processo - fondamenti - Descrizione del processo - Procedure orientate all’implementazione: - reattore - sistema di purificazione del gas - Impressioni GTS Syngas Srl/GmbH Via San Lorenzo, 34 I-39031 Brunico/Bruneck (BZ) www.gts-syngas.com © TSenergyGroup | 2014 BR Engineering GmbH Maihofstrasse 95 B CH-6006 Luzern www.br-engineering.ch 2 Perchè gassificazione termochimica? − Produzione di energia elettrica sostenibile e a bilancio zero di CO² − La legna è una fonte energetica ideale con disponibilità regionale, dalla quale è possibile ricavare un gas tramite la gassificazione − La produzione “classica” di energia elettrica da biomassa diventa economicamente interessante soltanto a partire da ca. 5 MWel (processo di vaporizzazione) La gassificazione di legna è adatta ad approvvigionamenti energetici decentralizzati di piccola taglia Comunità, aziende commerciali possono assicurarsi una fornitura di energia elettrica e termica propria e allo stesso tempo a bilancio zero di CO² Fattore persistente per l’economia regionale © TSenergyGroup | 2014 background 3 Reattore Brennstoff combustibile Trocknung essiccazione mezzo di Vergasungsmittel gassificazione Pyrolyse pirolisi Oxidation 1 1 ossidazione • Gassificazione totale del combustibile Oxidation 2 2 ossidazione © TSenergyGroup | 2014 • Due conduttori per l’apporto di aria in altezze diverse per una trasformazione migliore del combustibile gas prodotto Produktgas Reduktion riduzione mezzo di Vergasungs gassificazione mittel • Processo combinato di flusso continuo ed inverso Asche ceneri • Gas prodotto ad altissima qualità Descrizione del processo - fondamenti 4 Conversione termochimica Livelli della conversione termochimica riscaldamento pirolisi ossidazione riduzione essiccazione 100-200°C 150-500°C 500-2000°C 800-1100°C vapore acqueo biomassa biomassa secca prodotto pirolisi gas bruciato gas prodotto carbone apporto calore apporto calore apporto O2 apporto calore condizioni necessarie © TSenergyGroup | 2014 Descrizione del processo - fondamenti 5 Riduzione 800 a 1100°C Reazione Boudouard: C+CO2 ↔ 2CO ΔH = 159,9 kJ/mol Reazione eterogenea di gas idrato: C+H2O ↔ CO+H2 ΔH = 118,5 kJ/mol Reazione omogenea di gas idrato: CO+H2O ↔ CO2+H2 ΔH = -40,9 kJ/mol Reazione del metano: C+2 H2 ↔ CH4 © TSenergyGroup | 2014 ΔH = -87,5 kJ/mol Descrizione del processo - fondamenti 6 Composizione del gas Composizione del gas secco elemento contenuto CO 22,0% CH4 1,5% H2 17,0% CO2 11,0% H2O 8,0% N2 40,5% Pot. cal. N2 40,5% CO 22,0% CH4 1,5% H2 17,0% H2O 8,0% CO2 11,0% 1,43 kW/Nm³ © TSenergyGroup | 2014 Descrizione del processo - fondamenti 7 Schema di flusso deposito legna reattori 2-8 x essiccat. scrubber raffr. gregg. distrib. Carburante solido approvv. © TSenergyGroup | 2014 compressore filtro cippati gassificazione gas greggio cogeneratore purific. del gas Descrizione del processo torcia gas puro gas di scarico utilizz. gas elettricità e calore 8 Il cippato fa la differenza Misura frammenti cippato in base a EN 14961 o ÖNORM M 7133 P 100 / G 100 diametro contenuto Frazione fine Frazione principale < 10 mm Ø < 5 mm max 2% 50 - 150 mm Ø 10 - 40 mm min 80% Legna da bosco cippata (cippatore a coclea) Frazione grezza > 200 mm Ø > 50 mm max 1% Lunghezza massima > 250 mm Ø > 60 mm 0% Trucioli © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 9 Stoccaggio legna Stoccaggio legna + gru Nastro a catena Tappeto mobile + essiccatore Distribuzione © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 10 Approvvigionamento legna Trasportatrice a coclea senza anima Coclea di caricamento Saracinesca + testa del reattore Interno della coclea © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 11 Reattore 3° generazione Testa reattore Fluidodinamica (CFD) Trasportatrice cenere a Cenere (aria di griglia attiva) coclea + valvole 12 © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione Reattore 4° generazione: SIRION SIRION – 20 anni di ricerca & sviluppo (brevetto richiesto) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 13 SIRION: composizione modulare Ugello centrale per l’aria Sportello placca di copertura Testa reattore Forno muffle type Corpo reattore Griglia, dardo, torre e agitatore Sistema di alimentazione a valvola di passaggio Alimentatore trasportatrice a coclea Uscita Syngas Distribuzione aria centrale Pala agitatore Corpo griglia © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 14 SIRION: sistema di alimentazione combustibile Vantaggi del sistema di alimentazione: − Sicurezza contro-incendio − Perdita minima − Saracinesca a ghigliottina di alta qualità − Coclea di alimentazione potente − Sportello per la manutenzione © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 15 SIRION: gassificatore a muffola Vantaggi del gassificatore a muffola: − Nuovo modello zona di ossidazione − Dettagli sulla prossima slide − Separazione del gas e delle particelle direttamente nel reattore − Uscita a muffola fuoriserie e parte dell’estrazione del gas (brevetto richiesto) Effetto ciclone tramite un volume di flusso estremamente basso nel collettore ad anello Un ciclone supplementare non è necessario © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 16 SIRION – 1° zona di ossidazione Vantaggi della 1° zona di ossidazione ottimizzata: − La distribuzione di aria centrale riduce la distanza tra l’ugello centrale per l’aria e l’ugello di cinta (brevetto richiesto) ad un massimo di 300 mm − Questo garantisce una distribuzione uniforme della temperatura che rende possibile un efficiente processo di cracking del catrame − Il condotto di aria è connesso alla flangia a muffola. Questo riduce la temperatura di impatto tra la chiusura flangia e dalla flangia stessa (brevetto richiesto). © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 17 SIRION – 2° zona di ossidazione Vantaggi della 2° zona di ossidazione: − Griglia combinata con − Trattamento ottimale della cenere e delle scorie (brevetto richiesto) − L’agitatore a torre permette la gassificazione dei combustibili meno strutturizzati (brevetto richiesto) − Il reattore può produrre cenere o carbone vegetale − Griglia-aria attiva: Cenere senza carbone − Griglia-aria inattiva: Produzione di carbone (brevetto richiesto) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 18 Sistema di purificazione del gas - refrigeratore Sistema di purificazione Parte superiore Cambiatore di aria a tubo di cinta a base acquosa − Gas raffreddato da 650 °C a 170 °C − Estrazione del calore possibile fino a 130 °C − Ca. 400 kWhth @ 1 Mwel − Connesso tubo meccanico sistema di purificazione Bassi costi di lavoro Bassi costi di manutenzione Parte media Inferiore superiore © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 19 Sistema di purificazione del gas - filtro corpo del filtro dosaggio Sorbacal® Filtro con sistema di depolverizzazione semi-connesso a pulsoreattore − Filtrazione particelle − Neutralizzazione dei componenti acidi − Cracking catalitico del catrame − Precipitazione efficiente del potassio essenziale per il cogeneratore essenziale per il catalizzatore depolverizzazione a filtro pulsoreattore © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione filtrazione|purificazione 20 Sistema di purificazione del gas - scrubber scrubber pompa riciclo Scrubber Syngas − Gas raffreddato da 140 °C a 35-40 °C − Deposizione dell’acqua in eccesso se la legna non è abbastanza secca − Deposizione dei catrami non franti − Sbrinatore a due livelli incluso − Ricircolo condensa chiuso no materiale di scarto sbrinatore livello 1 sbrinatore livello 2 rivestitura © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 21 Concetto di sicurezza Prima di tutto la sicurezza! − I reattori e i sistemi di purificazione del gas lavorano sotto pressione negativa nessun gas tossico può uscire dal sistema, solo l’aria può entrare l’aria occlusa viene rilevata subito dal Analisi gas Controllo CO ridondante sistema di monitoraggio 02 LEL (limite d’esplosione inferiore) al 4%, arresto al 2% di O2 nessun componente ATEX neccessario − Solo la stanza del cogeneratore contiene tubi di gas sotto pressione assicurato tramite monitoraggio CO e sistemi di ventilazione automatici − Protezione operatore supplementare Controllo Compressore situato tramite un controllo CO portatile portatile CO vicino al cogeneratore © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 22 Cogeneratore / torcia Cogeneratore: GEJ 320 Torcia Cambio dell’olio dopo ogni 3000 ore operative con prolungamento serbatoio (1500 senza) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 23 Sistema di controllo (desktop) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 24 Sistema di controllo (desktop) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 25 Sistema di controllo (desktop) © TSenergyGroup | 2014 Applicazioni orientate all’implementazione 26 Impianto di gassificazione 1000 kWel © TSenergyGroup | 2014 Impressioni 27 Impianto di gassificazione 300 kWel © TSenergyGroup | 2014 Impressioni 28 Panoramica interiore © TSenergyGroup | 2014 Impressioni 29 Fine della presentazione Grazie a • la Genossenkorporation Stans come società operativa dell’impianto di cogenerazione „Holzverstromung Nidwalden“ per la cooperazione costruttiva e molto di più • il pubblico per l’attenzione • Domande? © TSenergyGroup | 2014 31
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