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Impianto FABER di gassificazione a letto fluido bollente

L’impianto FABER (Fluidized Air Blown Experimental gasification Reactor) è un impianto della Piattaforma Pilota Sotacarbo, operativo dal 2018. Il funzionamento del reattore di gassificazione si basa sulla tecnologia a letto fluido bollente ed è stato progettato per operare con biomasse ma può elaborare anche altri combustibili quali rifiuti e materiali plastici. L’impianto è composto essenzialmente da tre sezioni:
– il reattore di gassificazione;
– il sistema di clean-up;
– il sistema di generazione elettrica.

Il combustibile utilizzato è fornito con pezzatura adatta, inferiore ai 20 mm (dimensione caratteristica inferiore a quella utilizzata nel reattore a letto fisso). Il cuore dell’impianto è il reattore di gassificazione a letto fluido bollente  che è capace di operare con aria (eventualmente arricchita in ossigeno) e vapore come agenti gassificanti. Il reattore consente di trasformare il combustibile solido in un combustibile gassoso, il syngas, operando le reazioni in un letto bollente formato dagli agenti gassificanti coadiuvati da olivina (che, oltre a garantire la fluidizzazione del letto, funge da catalizzatore favorendo le reazioni di gassificazione e riducendo la quantità di tar prodotta). Il gassificatore ha un diametro interno di 489 mm e un’altezza di circa 6 metri. Grazie alla sua grande versatilità l’impianto può operare sia in condizioni di gassificazione che in condizione di pirolisi, con o senza apporto esterno di calore; il reattore, infatti, è dotato di sei semi-gusci riscaldanti ceramici capaci di innalzare la temperatura del reattore fino a 800°C.

Reattore di gassificazione dell’impianto Faber

L’impianto, progettato principalmente per fini sperimentali, è altamente strumentato con misuratori di pressione, termocoppie e misuratori di flusso; la strumentazione presente nell’impianto permette di determinare e far variare i parametri fondamentali della gassificazione a letto fluido bollente ossia la velocità di fluidizzazione e il rapporto di equivalenza. La tabella sottostante riassume alcuni dettagli costruttivi e operativi dell’impianto Faber.

Potenza nominale 400 KWth
Portata nominale di biomassa kg/h
Diametro interno del reattore mm
Altezza del reattore mm
Massima temperatura del letto 1000 °C
Temperatura uscita syngas 800 °C
Potere calorifico syngas 4-5 MJ/kg
Rendimento di gas freddo 75-80%

 

L’impianto è dotato di una sezione di clean-up capace di abbattere gli inquinanti presenti nella corrente gassosa come le polveri e gli idrocarburi pesanti (composti classificati come tar). Le polveri vengono raccolte tramite un ciclone operante ad alta temperatura mentre i tar vengono abbattuti grazie a uno scrubber Venturi e un secondo scrubber con riempimento di materiale plastico (capace di migliorare la condensazione dei catrami). La sezione di clean-up è anche dotata di una sezione di raffreddamento, in modo da ridurre la quantità di acqua da inviare all’impianto di trattamento. Così come nel caso dell’impianto dimostrativo, il refluo esausto è convogliato in un pozzetto collegato col sistema di depurazione (comune ai due impianti).

Sezione di clean-up dell’impianto Faber

La gestione operativa dell’impianto avviene da una sala controllo da dove vengono monitorati i parametri del processo e condotti i test sperimentali. La composizione del syngas prodotto viene determinata sia tramite un armadio analitico (per i principali composti quali idrogeno, anidride carbonica, ossido di carbonio, metano, ossigeno) che attraverso un micro-gascromatografo (per i composti secondari con concentrazioni più basse, tra i quali etano, propano, propilene, acetilene, benzene, toluene).