Nell’ambito del "progetto 1.3 – Progetto integrato Tecnologie dell’idrogeno”  riferito al Piano Triennale di realizzazione 2022-2024, Sotacarbo ha stipulato un accordo di collaborazione con Enea riguardante l’ottimizzazione – presso l’impianto di gassificazione a letto fluido bollente Faber da 400 kWth – del processo di gassificazione dei rifiuti plastici per l’arricchimento in idrogeno del syngas prodotto e l’aumento dell’efficienza complessiva del processo attraverso l’impiego di un sistema innovativo di trattamento a caldo del syngas.

I dati che verranno acquisiti da Sotacarbo nel corso delle sperimentazioni sul suo impianto di taglia pilota costituiscono un importante valore aggiunto, in quanto le sperimentazioni su grandi impianti sono indispensabili per l'ottimizzazione non solo delle reazioni chimiche e del processo nel suo complessa, ma anche alla validazioni dei modelli, che sono affetti da incertezze dovute alla taglia.

Ai fini dell’attività sperimentale oggetto della ricerca, l’impianto subirà le opportune modifiche e revisioni, per consentire la produzione di syngas ad elevata concentrazione di idrogeno. In particolare, si prevede di:

- ridurre notevolmente la concentrazione dell’azoto nel syngas, poiché la sua separazione nei processi a valle della gassificazione richiederebbe un importante consumo di energia, riducendo di fatto l’efficienza globale del processo;

- aumentare la concentrazione dell’idrogeno e il potere calorifico del syngas;

- diminuire la concentrazione dei composti del TAR.

Le prove previste (almeno 12) verranno svolte in condizioni autotermiche, impiegando vapore ed aria arricchita in ossigeno, con valori crescenti del tenore di ossigeno nella corrente di aria arricchita. Nel corso della sperimentazione, si utilizzerà un unico tipo di rifiuto plastico al fine di consentire il confronto dei risultati dei singoli test. Le prove verranno programmate considerando la variazione dei principali parametri di processo, quali il rapporto di equivalenza (ER), il rapporto vapore/rifiuto (SWR), la velocità di fluidizzazione. La programmazione potrebbe prevedere anche alcune prove di co-gassificazione plastica-biomassa, al fine di valutare la flessibilità dell’impianto. Queste prove avranno lo scopo di esaminare il comportamento del processo (finora esercito solo con aria) al ridursi progressivo del tenore di azoto nel gas fluidizzante. Questo aspetto è di particolare importanza nei processi di gassificazione per la produzione di idrogeno in quanto consente di evitare la costosa fase della separazione dell’azoto dagli altri componenti del syngas.

Inoltre, le sperimentazioni e l'analisi dei dati risultanti avranno l’obiettivo di supportare la progettazione di una nuova configurazione di impianto sperimentale idonea all’utilizzo di solo vapore e ossigeno come agenti gassificanti. Verrà eseguita un’attenta analisi dei rischi per garantire le condizioni di sicurezza, di esercizio e di affidabilità operativa dell’impianto, a valle delle modifiche effettuate.

Verranno quantificati i seguenti parametri: failure rate dei componenti chiave, magnitudo delle conseguenze, probabilità di accadimento incidenti, nuove procedure operative, soluzioni di sicurezza intrinseca per la minimizzazione dei rischi, nuove procedure di emergenza. Sulla base della progettazione di processo svolta dall'università della Campania “Luigi Vanvitelli” e dell’analisi dei rischi, sarà sviluppata la progettazione esecutiva e saranno realizzate tutte le modifiche previste per la nuova configurazione impiantistica.

Le attività previste sono:

• elaborazione di procedure operative di controlli pre-esercizio, procedure di start-up, procedure di shut-down;
• modifiche su hardware e software del sistema di controllo;
• modifiche sui sistemi di allarmi.

Seguiranno dei test sperimentali per verificare i nuovi parametri di funzionamento del gassificatore, a seguito della nuova configurazione impiantistica.