Unità di Gassificazione S30 /S45
Minisyn 30/45 kW
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Taebioenergy
Unità di Gassificazione S30 /S45
Minisyn 30/45 kW
1. Descrizione della macchina
1.1 Limiti di utilizzo
L’apparecchiatura ed il cogeneratore ad essa affiancato servono esclusivamente per:
-
Produrre syngas da cippato naturale
Combustione del gas di processo in un sistema di cogenerazione 30/45 kW
Immissione della corrente prodotta nella rete pubblica
Utilizzo del calore di recupero per riscaldamento ed essiccazione.
1.2 Materiale di gassificazione introdotto
L’impianto è abilitato soltanto all’impiego dei seguenti materiali di gassificazione:
-
Cippato di taglia G30-G40
Allo stato naturale
Con contenuto massimo di umidità del 10% (contenuto di acqua del 7%)
Con percentuale di componente fine 20% max. (granulometria inferiore a 3-4 mm)
Il materiale deve essere omogeneo. Una presenza eccessiva di elementi a stelo lungo , disturba il
comportamento di gassificazione e può produrre guasti nel reattore.
Occorre porre attenzione che il materiale di gassificazione non contenga corpi estranei quali viti, chiodi,
pietre ecc. che possono essere all’origine di guasti all’impianto o della distruzione di parti di esso.
Quanto maggiore è la componente fine tanto più grande il numero di guasti prodotti. Ad incremento
della parte fine corrisponde inoltre un maggiore quantitativo di ceneri da estrarre.
Limiti dimensionali della macchina
L’apparecchiatura di gassificazione S30 e del gruppo di cogenerazione 30 kW devono essere installati su
un basamento di cemento piano :
Unità di gassificazione S30 :
Lunghezza : 6000 mm
Larghezza : 2000 mm
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Altezza : 3000 mm
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1.3 Vita operativa dell’apparecchiatura
L’apparecchiatura S30 è costruita per una vita operativa di 50/100.000 ore. La durata reale, tuttavia ,
dipende essenzialmente dalle condizioni di lavoro e dall’osservanza o meno delle istruzioni sulla
manutenzione e sulle riparazioni.
Reazioni termodinamiche :
Zona di ossidazione :
C+O2 ---- CO2
C+1/2 O2 --- CO
H2+1/2 O2---H2O
Zona di riduzione :
C+CO2 ---- 2CO (reazione di Boudouard/equilibrio)
C+H2O ----- CO + H2 (reazione Idrogeno)
C+2H2 ----- CH4 (reazione metano)
Il syngas abbandona il reattore nella parte inferiore alla temperatura di 800°C, da dove viene estratto
assieme a ceneri e ai residui di carbone incombusti. Il Syngas è avviato, con le ceneri e le particelle di
carbone, ad uno scambiatore di calore. Qui viene raffreddato a ca. 130 °C. Successivamente esso
attraversa un filtro in fibra di NOMEX dove viene ripulito da ceneri e residui incombusti. I residui di
carbone di risulta, assieme alle ceneri, vengono estratti da una coclea- sistema di chiusa e convogliati in
modo standard in un silo tramite coclea rigida.
Il sistema di chiusa è composto da uno sportello e da una serranda, equipaggiati con fine corsa e
controllati tramite CPU in modo da escludere un’apertura e uno scorrimento allo stesso tempo.
Il syngas presenta la seguente composizione alla portata di 60 Nmc/h :
Cippato con umidità 8%
CO
17-20 Vol%
19 VOL %
H2
13-16 Vol%
14 Vol%
CH4
1-4 Vol%
2,5 Vol%
CO2
8-12 Vol%
10.5 Vol%
3
53 Vol%
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Residuo
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Abbandonato il filtro, il syngas viene raffreddato in un successivo scambiatore di calore in modo da
poter attraversare il filtro di emergenza/sicurezza ad una temperature di ca. 90°C. Esso è posto a
protezione del motore qualora il syngas contenesse polveri (derivante dal possibile danneggiamento
del filtro ) o presentasse un tasso di catrame molto ( a casusa di guasti ).
Uscito dal filtro di sicurezza, il gas viene miscelato con aria, il composto di gas inviato al cogeneratore
modulare ad una temperatura di ca. 40°C
Il potere calorifico inferiore Ht vale ca. 4,5 MJ/mc (circa 1,4 kW/mc).
I gas di scarico del motore del cogeneratore sono convogliati nel tubo di scarico e inviati ad un
catalizzatore e ad uno scambiatore di calore, per poi disperdersi in atmosfera.
Il cogeneratore produce, a seconda del modello, una potenza elettrica di 30-45 kW, che viene immessa
nella rete elettrica pubblica.
Tutti i passi del processo suddetto sequenziano in parti di impianto tra loro strettamente correlate.
L’impianto di processo viene mantenuto ad una pressione max di 100 mbar da una soffiante.
L’aria di processo giunge al reattore in circuito chiuso. Dal circuito chiuso il syngas può essere condotto
solo al cogeneratore e qui, combusto.
La capacità produttiva del gassificatore correlata alla quantità di gas aspirato. In caso di guasto al
cogeneratore, viene levata tensione all’intero impianto e tutti gli sportelli si chiudono. Nessuna
combustione in torcia è necessaria, per il gas in eccesso.
Il gas in torcia si può anche bruciare, ma ciò serve unicamente a stimare visivamente la qualità dello
stesso.
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Il calore di risulta dei diversi passi di processo viene assorbito da due circuiti di riscaldamento pieni
d’acqua. Nel circuito del syngas l’acqua attraversa dapprima lo scambiatore gas-acqua e
successivamente il filtro per portarlo in temperatura. Attraverso uno scambiatore a piastre il sistema
puo’ essere collegato al circuito dell’acqua dell’utente, mettendo a disposizione ca. 10 kWt (impianto
da 30 kW).
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1.4 Descrizione degli impianti – Componenti
L’impianto di gassificazione consiste in una struttura portante sulla quale sono montati tutti i
componenti necessari al processo di gassificazione del legno.
Ingresso cippato
Coclea interna per dosaggio cippato
Reattore
Secondo Filtro
Primo Filtro
Uscita Syngas
Coclea scarico
carbonella
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Scambiatore di
calore
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1.4.1
Riempimento Chiusa
Per immettere nell’impianto il materiale da gassificare, composto da due sistemi di chiusura, da un
sensore di livello e da un estrattore per il prelievo del materiale.
Valvola Carico nr 1
Valvola Carico nr 2
Valvola Carico nr 3
Sensore di livello polmone
Serbatoio interno gassificatore
1.4.2
Coclea reattore
Completa di azionamento, la coclea serve per convogliare il materiale da gassificare al reattore. Qualora
il cippato contenga parti sottili, queste si raccolgono nella zona inferiore della coclea e cadono in
massima parte direttamente nel reattore a valle della coclea stessa.
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Per ottenere un processo più continuo possibile, l’immissione deve essere quanto più possibile mirata
al centro e avere a disposizione una miscela omogenea.
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Il cippato più grossolano cade più lontano dalla parte opposta della coclea.
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In presenza di cippato più grossolano e di una elevata concentrazione di parti sottili, può accadere che
la griglia delle ceneri si posizioni là dove incontra una resistenza più ridotta.
Qualora in funzione del materiale da gassificare , si manifestasse un significativo scostamento dal punto
centrale di caduta all’interno del reattore, occorre ripristinare il modo conforme di immissione centrale
del cippato. Potrebbe anche rendersi necessaria l’installazione di una lamiera direzionale.
1.4.3
Reattore
E’ comandato da sensore di livello tipo tastatore per il controllo del flusso del materiale tramite coclea
di caricamento e per l’estrazione di ceneri/carbone, di griglia girevole e relativo azionamento.
Accenditori
Ugelli aria
Sonde di temperatura
Motore per griglie interne
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Coperchio ispezione
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Uscita Syngas
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1.4.4
Soffiante / Valvola ad aria
Per convogliare l’aria all’interno del reattore ci si serve di una soffiante.
1.4.5
Scambiatore di Calore
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Il syngas in uscita viene raffreddato tramite l’ausilio di uno scambiatore di calore, per far arrivare il syngas
ad una temperatura idonea al filtro a panno e da questo al filtroi di sicurezza.
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1.4.6
Primo filtro estrazione ceneri F1
Alla fine dello scambiatore di calore è installato il primo sistema filtrante. Il sistema utilizza una cartuccia a
panno azionata da uno stantuffo verticale.
Le ceneri derivanti dalla pulizia del syngas, vengono depositate in fondo alla vasca ed estratte da una coclea
incamiciata. Per poi essere espulse attraversando un sistema a doppia valvola.
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Filtro di Sicurezza / Emergenza
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1.4.7
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1.4.8
Sensoristica
I sensori presenti sull’impianto di produzione Syngas sono :
SENSORI TAE-BIOENERGY - GASSIFICATORE + FILTRI + SCAMBIATORE
GRUPPO
Descrizione
Sonda TC-K uscita 4-20 mA, D.6x300 mm + raccordo scorrevole 1/2" Scala temperatura 0GASSIFICATORE 1000°C
Sonda TC-K uscita 4-20 mA, D.6x180 mm + raccordo scorrevole 1/2" Scala temperatura 0600°C
Sonde di pressione differenziale Scala 0-2 bar uscita 4-20 mA 24V DC
Sensore di livello PFG-05-C
FILTRO PANNO
FILTRO
SICUREZZA
1.4.9
5
1
3
2
Sonda TC-K uscita 4-20 mA, D.6x180 mm + raccordo scorrevole 1/2" Scala temperatura 0500°C
Sonde di pressione differenziale Scala 0-2 bar uscita 4-20 mA 24V DC
2
2
Sonda TC-K uscita 4-20 mA, D.6x180 mm + raccordo scorrevole 1/2" Scala temperatura 0500°C
Sonde di pressione differenziale Scala 0-2 bar uscita 4-20 mA 24V DC
2
2
Componenti di sicurezza
11
Temporizzare monitoraggio avviamento
Monitoraggio temperatura reattore
Monitoraggio pressione alimentazione aria compressa azionamenti pneumatici
Monitoraggio temperatura di sicurezza (STB)
Rilevatore CO2
Interruttore di temperatura ritorno di fiamma coclea reattore
Interruttore arresto di emergenza
Ventilazione forzata
Tubazione di scarico pressione.
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Nr.Pz
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Taebioenergy srl
Via C. Battisti, 64
Pogliano Milanese (MI)
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