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CCC/253

Esperienza operativa nell’utilizzo di combustibili di basso rango in caldaie a letto fluido circolante

Ian Barnes

Analizzando quello che è l’andamento dei prezzi sia del carbone sia di altre fonti energetiche primarie si può notare come fatto salvo alcune periodiche variazioni di breve termine il trend sulla lunga distanza è quello di un innalzamento del prezzo di queste risorse.
In concomitanza a questo trend è possibile osservare altri due fenomeni, il primo è il crescente utilizzo di tecnologie rinnovabili così dette “carbon-neutral” che non contribuiscono cioè all’emissione di gas clima alteranti e che ha spinto all’utilizzo di biomasse (da sole o in combinazione al carbone) per la produzione energia; mentre il secondo è la sempre maggiore attenzione all’impatto ambientale delle attività antropiche che risulta in una riduzione delle possibilità di smaltimento a basso costo di diversi rifiuti come i residui di processa mento del carbone e i fanghi di depurazione.
Questi tre fattori sommati hanno portato ad un sempre maggiore interesse ed utilizzo per i così detti combustibili di basso rango per la generazione di energia.
Il termine “combustibili di basso rango” va ad indicare una tipologia di materiali il cui contenuto energetico è generalmente significativamente inferiore a quello che classici combustibili fossili (gas, carbone derivati petroliferi) e che può essere utilizzato direttamente (combustione) o indirettamente (gassificazione). Spesso il termine viene utilizzato anche per materiali ricchi di inquinanti o particolarmente diluiti (per esempio i rifiuti plastici hanno un elevato potere calorifico ma sono spesso dispersi tra altri rifiuti e inerti).
L’utilizzo di questo tipo di combustibili è stato sperimentato in diversi sistemi utilizzanti carbone, ma una tecnologia in particolare si è dimostrata adatta al loro utilizzo, la combustione in caldaie a letto fluido circolante.
Questa tecnologia si evoluta da quella a letto fluido bollente e se ne discosta per la maggiore velocità dell’aria di alimento, questo fattore crea un maggiore trascinamento di particolato che viene poi separato dai gas di scarico e re immesso dal fondo della caldaia limitando la possibilità che del combustibile lasci la stessa incombusto. Questo processo crea un ricircolo che fa in modo che le particelle di combustibile passino in caldaia dalle 10 alle 50 volte prima che la combustione sia completata, il tutto con una temperatura di combustione più bassa di quella delle caldaie a polverino e compresa tra 800 e 900°C. Questa range di temperatura minimizza il fouling e lo slagging delle superfici calde in quanto le ceneri fondono a una temperatura maggiore. L’elevato tempo di residenza all’interno della caldaia del combustibile e del calcare porta invece ad elevate efficienze di combustione e basso consumo del sorbente.
La tecnologia non è tuttavia immune da criticità, oltre al basso potere calorifico insito nel tipo di alimentazione possono infatti formarsi fenomeni corrosivi dovuti all’impurezza del combustibile, depositi di ceneri dovute all’elevata quantità di inerti e questo ha reso necessario l’adattamento di queste caldaie al tipo di combustibile utilizzato, ma ciò non toglie che le caldaie a letto fluido circolante possono essere considerate la migliore soluzione per l’utilizzo di combustibili di basso rango, sia “puri” che in combinazione al carbone.GCucca