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centrale per fanghi

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  • centrale per fanghi

    Ciao a tutti!
    Sto pensando di far costruire un impianto per bruciare fanghi da depurazione e, oltre a produrre energia, dovrei spillare del vapore per essiccare una parte dei fanghi.
    I fanghi hanno un potere calorifico inferiore di 2200 kcal. Pensavo di bruciarne 100000 ton anno ed essiccarne altrettante.
    Considerando 8000 ore/anno di funzionamento avrò : potenza in ingresso circa 32 MW/h.
    Considerando una turbina a condensazione e considerando un 88% di rendimento della caldaia in turbina avrei : 28268 kw/h in ingresso alla turbina (32 ton/h di vapore a 60 bar a 400°C), 4994 kw/h in uscita al primo spillamento turbina (6079 kg/h di vapore a 12.21 bar e 206 °C per preriscaldare l'acqua alimento da 35 °C a 150°C); 6024 kW in uscita al secondo sillamento (8000 kg/h di vapore a 2.55 bar e 128.1 °C) per essiccare 32 ton/h di fanghi con il 60% di umidità e portarli al 10% di umidità [pertanto necessito di 5.25 MW termici. Il conto è : Acqua totale = 100000000 * 0,5 = 50000000 kg ; Calore necessario per evaporazione = 50000000 * 0,833 (calore necessario per far evaporare un Kg di h2o) =41650000 KW = 416500 Mw ; Potenza oraria necessaria = 41650 / 8000 (ore funzionamento impianto) = 5,25 MW/h termici].
    Allo scarico turbina avrei 10439 kW/h (16500 kg/h di vapore a 0.08 bar e 41.5 °C).
    Pertanto la potenza lorda della turbina sarebbe di 6809 kW/h da poi poter vendere al GSE con una connessione in MT visto che parte dell'energia elettrica prodotta verrebbe riutilizzata in impianto.
    Secondo Voi ho dei problemi psichici o con il conto che ho fatto l'impianto è realizzabile??
    Vi ringrazio se mi poteste aiutare e comunque anche solo per ver potuto condividere le mie idee..

    Ciao a tutti

  • #2
    i problemi psichici te li farà venire chi cercherà di non autorizzarti un inceneritore di rifiuti..non è che vanno molto di moda...
    CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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    • #3
      Originariamente inviato da jacopastorius Visualizza il messaggio
      I fanghi hanno un potere calorifico inferiore di 2200 k
      Di problemi ce ne sono a josa..

      1) I fanghi hanno una consistenza che varia dal 18-20 al 30-35% (lo so per certo, vendo impianti per disidratare tali fanghi).Ho qualche dubbio che si possa bruciare tal quale, devi essiccarli ad oltre 50-70% come minimo

      2) Forse avrai comunque bisogno di gas metano o biogas per facilitare la combustione

      3) Nei fanghi ci troverai di tutto, quindi ci vuole un impianto abbattimento fumi+NOx etc.etc stile termovalorizzatore....

      Io che altri stanno provando con la pirolisi oppure la dissociazione molecolare (Quest'ultima in zona Milano), forse sono alternative piu' interessanti...

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      • #4
        Originariamente inviato da marcober Visualizza il messaggio
        i problemi psichici te li farà venire chi cercherà di non autorizzarti un inceneritore di rifiuti..non è che vanno molto di moda...
        Ahh ahh , appoggio con tutto il cuore la tua affermazione .....

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        • #5
          Beh ragazzi... per la questione autorizzativa so benissimo che sarà un calvario, ma questo viene molto dopo... i dubbi, per ora, sono solo di tipo tecnico. Sui dubbi sollevati da rcravero, l'essiccazione dei fanghi è di certo alla base di tutto (certo con il 60% di umidità, la vedo dura a bruciare). SUl fatto di avere del gas metano, beh quello è sicuro, visto solo la necessità di raggiungere le temperature di combustione del fango.
          Per il trattamento dei fumi in uscita, di certo ci vorrà un denox (certamente catalitico) ed eventualmente un sistema di abbattimento a secco degli inquinanti.
          Come ho già detto il mio dubbio ora riguarda solo il dimensionamento...
          Per il pirolizzatore, sono certo del loro NON funzionamento con questo tipo di combustibili. La continua variazione del potere calorifico, dell'umidità e del contenuto delle ceneri del combustibile, fa si che in un pirolizzatore (dove la gassificazione è un processo che deve essere gestito in maniera molto precisa) non sia adatto con continui problemi di slugging e della mancato completamento della gassificazione (che richiedono l'utilizzo di forti quantità di gas naturale per evitare che il motore si spenga)..
          Comunque grazie dei commenti..... sono sempre molto utili.

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          • #6
            Jaco, se vale quello che vale per RDF da avviare alla combustione, esiste una Norma UNI che dice che RDF deve avere almeno 15 Mj/Kg s.s. (2.200 Kcal sono inferiori)
            Non conosco la Norma per termodistruzione con recupero energetico dei rifiuti, ma quasi sicuramente devi usare un combustibile (metano)...ma già lo prevedi.
            Mi dici come è regolata la vendita dell'EE da tali impianti? che tipo di ritiro avviene e a che tariffa?
            I 6,8 MW di termica, a quanti Kwh corrispndono? credo che la turbina abbia una sua inefficienza, giusto?

            Marco
            CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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            • #7
              e trattarli come fanno nei paesi dell est, essicazione forzata con il caldo prodotto dai cogeneratori del impianto di depurazione, su paizzole riscaldate e dopo fuoco alle polveri in caldaie a ciclo chiuso, saluti

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              • #8
                Porc.. mi tocca riscrivere tutto.. maledetto timeout!!

                Dunque..
                Marcober, l'impianto prevede la combustione di fanghi da depurazione, non RDF. Comuunque dato che hai posto il problema, faccio un piccolo chiarimento sulla questione : i 15 Mj/kg sono necessari a poter classificare un rifiuto con il codice CER 191210 (oltre naturalmente ad altri parametri). nel caso di riufiuto con minore potere calorifico, basterebbe classificarlo come 191212 (sempre se l'autorizzazione di impianto di produzione lo prevede).
                Per la potenza termica, dipende da molti fattori... tipo di turbina, tipo di condensatore, se ci sono spillamenti o meno ecc.
                nei miei calcoli da una potenza termica di 28 MW dovrei produrre (sempre se i miei calcoli sono esatti... speravo che in questo forum qualcuno potesse darmi conferme) 6.8 MW elettrici, cioè il 24% circa. so comunque che esistono turbine che hanno il 37% di rendimento (forse questo è addirittura narmato da qualche parte).
                La vendita dell'energia elettrica dell'impianto che sto pensando verrebbe ritirata come certificati verdi, (a seguito naturalmente di una qualifica IAFRA) in quanto la normativa prevede questo incentivo solo per la parte biodegradabile del rifiuto, quindi essendo dei fanghi organici.. avrei il 100%)

                Per Gordini-motori : La mia idea è proprio quella.. sempre se i miei calcoli abbiano qualche fondamento

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                • #9
                  Jaco, sui conti tecnici non ti sono di aiuto..anzi..sono io che non capisco bene..parti da una potenza di immissione di vapore, consideri 2 spillamenti, meno la potenza finale (non sfruttata), hai quela che potenzialmente sfrutti...6 mega..ma tutti diventano energia elettrica' la turbina avrà la sua inefficienza..il 37% che citi è dell'impianto completo caldaia +turbina o solo della turbina? se è quela turbina allora ricavi 2,2 mega..non pochi..ma quanto te li pagherebbero? forse valgono ala fina fra 1 e 2 mio di Euro..pochi in confronto al costo impianto da 100.000 ton (non ho capito se li essichi tu o no..perchè mi pare il suggeriemnto di Gordini era di farli essicare dai fumi del cogeneratore del digestore, non con tuo spillamento)..comunque sarà un impianto da decine di mio di Euro..credo che il "business" sia l'icenerimento (100.000 tons a 100 euro/tons sono 10 mio anno)..la cogenerazione sono "peanuts"
                  CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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                  • #10
                    Spetta spetta marco...

                    Gli spillamenti che ho previsto devono passare attraverso la turbina, pertanto partecipano alla produzione dell'energia elettrica , quindi il valore 2.2 da te citato non è esatto..
                    Il 37% è previsto per la turbina (calore in ingresso, corrente in uscita ma non sono certo di questo eh?) io il mio calcolo l'ho fatto detraendo le varie potenze in uscita da quella in ingresso, ma in giro per internet si legge di questo rendimento...
                    il valore della vendita di energia elettrica dovrebbe aggirarsi intorno ai 4 mln, ma quello non sarebbe il core business..
                    L'essiccazione dei fanghi la farei con il vapore spillato dalla turbina naturalmente, infatti quello che conta è l'energia termica che utilizzi, non se sia vapore o fumi di combustione.

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                    • #11
                      vedrai che qualche tecnico prima o poi ti risponde.
                      Se fai vapore a 400° vuol dire che i fumi di uscita sono belli caldi? quanto? 500°? questa energia a perdi.
                      Se facessi solo calore per teleriscaldamento a 90° la T fumi sarebbe piu bassa e la resa della combustione piu alta.
                      Quindi secondo me essicare coi fumi significa poter destinare il 100% del vapore all'energia elettrica, con produzione maggiore.
                      Se spilli (prima, durante, dopo) comunque consumi e tale consumo non si traduce in EE e dovrà essere reintegrato dalla caldaia.
                      Ma la vera energia gratis per seccare potrebbe essere quella che butta via chi il fango lo produce (se cogenera con biogas).
                      Spesso questi impianti sono in zone dobve la termica non serve a nessuno...
                      ti converrebbe fare una parte di impianto presso di lui.. anche perche se lo asciughi del 50% invece di 4.000 camion anno devi muoverne la metà..
                      M
                      CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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                      • #12
                        Spetta... non ho capito il tuo ragionamento...
                        La caldaia che produrrebbe il vapore a 400°C uscirebbe con i fumi a 160 - 180 °C, non a 500... mica è un turbogas...
                        Gli spillamenti come già detto entrerebbero a far parte della produzione di energia perchè verrebbero presi a valle delle palette (forse la 3° e la 10°dipende).
                        L'idea di utilizzare i fumi della combustione per essiccare i fanghi non l'ho presa ancora in considerazione perchè necessito del dato di portata fumi, che devo calcolare o almeno me lo farò dare da chi costruisce le caldaie..
                        Per il discorso di "convenienza" forse hai capito perchè il core business di questo impianto non è la produzione di energia elettrica...

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                        • #13
                          Non è nemmeno un ragionamento..ma solo una sensazione..non sono un tecnico... ma se devi "scambiare" calore al vapore a 400 gr, significa che il fluido (gas combusti) che scaldano l'altro fluido (vapore) devono lasciare la zona di scambio a T piu elevata di 400°..altrimenti non stai piu scaldando ma raffreddando..
                          a occhio direi 100-150 gradi piu alti..credo che la combustiano avvenga fra 900 e 1200 gradi (il metano di da una mano).
                          A meno che tu abbia un sistema che recupera tali fumi caldi per fare un "preriscaldo" del vapore..ma non ne parli.. e non so se tecnicamente si fà...perchè se fosse solo metano è facile recuperarlo (anche sino a T di condensazione ed usarlo per preriscaldo, se mi dici che in uscita alla turbina sei a 40 gradi)..se nei fumi ci sono ceneri di fanghi (sporchi?)..forse meglio farli andare su epr il camino e sperare che se ne vadano altrove il prima possisbile.. e giustamente spillare..tanto il business è tutt'altro..
                          CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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                          • #14
                            Macober, i fumi possono essere a temperatura inferiore a quella del vapore in uscita. Basta, ad esempio, far percorrere al vapore lo scambiatore in discesa mentre i fumi vanno verso l'alto. In questo modo il vapore incontra fumi sempre più caldi man mano che scende e aumenta di temperatura. La temperatura di uscita dei fumi può essere, quindi, un po' (100°?... dipenderà dallo scambiatore e quindi da considerazioni di costi) più alta di quella minima del ciclo. Gli spillamenti complicano il ragionamento ma il principio rimane.

                            Credo però che un problema della combustione dei fanghi sia il trattamento dei fumi. Immagino che i fanghi siano molto eterogenei e che contengano di tutto: questo non significa che il trattamento dei fumi debba proprio prevedere di tutto?

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                            • #15
                              bene bene.. spieghiamo meglio...

                              Marco, la combustione avviene certamento a 1000 -1200°C, ma i fumi passando attraverso vari scambiatori di calore (evaporatori in primis, surriscaldatori in secundis ed economizzatore alla fine) ed avendo le pareti della camera di combustione fatte a membrana di tubi, recuperano il calore permettendo quindi di produrre il vapore a 400°C (ed anche di più volendo) facendo uscire i fumi alle temperature che ti ho descritto. Per i fumi, certamente vanno trattati, non puoi sperare che "vadano da un'altra parte" sia per una questione legale (questo tipo di impianti hanno dei sistemi di misura degli inquinanti sul camino) ed anche per una questione di serietà (non inquinerei mai liberamente)
                              per il trattamento dei fumi (e con questo rispondo ad Elo) prevedo fin d'ora un sistema Denox catalitico con un trattamento dei fumi a secco con filtro a maniche in coda per la separazione delle polveri da combustione e dal trattamento stesso.

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                              • #16
                                Originariamente inviato da marcober Visualizza il messaggio
                                ti converrebbe fare una parte di impianto presso di lui.. anche perche se lo asciughi del 50% invece di 4.000 camion anno devi muoverne la metà..
                                M
                                Questo ragionamento e' molto giusto ma probabilmente il quantitativo di fanghi da trattare arriva da differenti impianti di depurazione, posti anche a notevole distanza uno dall'altro. Per altro esistono gia' sistemi per l'essiccamento dei fanghi che utilizzano aria calda a 35-40 gradi: ad Arezzo ad esempio ce ne uno in funzione da alcuni anni. Addirittura in estate non utilizzano il calore ma e' sufficiente il volume d'aria che passa attraverso il fango (che si muove lentamente tramite nastri trasportatori)

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                                • #17
                                  Infatti rcravero, la temperatura è relativa.. è importante il contenuto di energia termica da scambiare..

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                                  • #18
                                    Molto interessante..questa aria che asciuga i fanghi viene rilasciata in atmosfera? il fango è stabile e quindi non puzza? oppure va in caldaia? sono interessato anch'io, un mio amico fa un digestore a mais da alcuni mega e volevo proporre di "bruciare" il digestato..
                                    Marco
                                    CASA NO GAS: Costruzione anni '30, No Cappotto, Doppi Vetri, Isolamento Solaio,4 lati liberi SUPERFICIE RISCALDATA: 250 mq su 2 Piani (Radiante) + Taverna 120 mq (Fancoil, in modo discontinuo) GENERATORE: PDC 12 kW Zubadan Mitshubishi+ Boiler 200 Lt per ACS RAFFRESCAMENTO: Aermec on-off FV: 15,18 kW di Sunpower + Tigo (pesanti ombre) CUCINA Induzione

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                                    • #19
                                      Originariamente inviato da marcober Visualizza il messaggio
                                      Molto interessante..questa aria che asciuga i fanghi viene rilasciata in atmosfera? il fango è stabile e quindi non puzza? oppure va in caldaia? sono interessato anch'io, un mio amico fa un digestore a mais da alcuni mega e volevo proporre di "bruciare" il digestato..
                                      Marco
                                      Il fango si presenta come il mangime ovvero in "minipellets". L'aria va direttamente all'atmosfera e non puzza. Questo perche' (mi e' stato riferito) si usa una grande quantita' di aria per diluire l'odore. Per PVT ti mando il link della macchina

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