Studio dei parametri che influenzano composizione e portata dei prodotti di combustione generati da un termoutilizzatore di rifiuti

In accordance with the waste hierarchy and rules drafted by the European Commission for environmental protection, Waste to Energy remains the fundamental process for the energy recovery from refuse that cannot be otherwise reused or recycled. Because of the variability of the operating conditions of the plants, it is necessary to apply a modelling approach that aims at making, however difficult, as much as possible predictable the incineration process. Therefore, this study seeks to lay the foundations for the development of a model that, starting from the initial conditions of the waste flowrate, is able to estimate “a priori” the outcome of combustion, in terms of energy production, flue gas volume and CO2 emissions. The investigation starts with the analysis of the characteristic parameters of the waste, such as chemical composition of the reagent matter, moisture and ash content, heating value and specific productions of flue gas, and, and it goes on facing how their variation could affect the combustion conditions. Later, an analysis of the Balance Method will be conducted. The Balance Method is a recent method developed for calculating the share of renewable energy from waste and it is implemented on the softwares OBAMA and BIOMA. In particular, the reliability of the results regarding certain plants in northern Italy will be verified. A final assessment on whether the simplifying assumptions and resolution algorithm could represent a way forward for the future development of the model is performed.

Nel rispetto della gerarchia dei rifiuti e delle norme per la tutela ambientale redatte dall’Unione Europea, la termovalorizzazione resta ancora il processo fondamentale per il recupero di energia da quei rifiuti che non è possibile riutilizzare o riciclare altrimenti. A causa della variabilità delle condizioni operative degli impianti, emerge la necessità di applicare un approccio modellistico che riesca a rendere, per quanto difficile, il più possibile prevedibile il processo di termovalorizzazione. Questo studio si pone dunque l’obiettivo di gettare le basi per lo sviluppo di un modello che, a partire dalle condizioni iniziali di portata dei rifiuti, riesca a riprodurre i bilanci di massa e di energia della combustione per stimarne apriori gli esiti, in termini di produzione di energia, volume di fumi ed emissioni di CO2. Il punto di partenza è costituito da un approfondimento dei parametri caratterizzanti il rifiuto, quali composizione chimica della sostanza reagente, contenuto di umidità e ceneri, potere calorifico e produzione di fumi specifica, e di come la loro variazione possa influire sugli esiti della combustione. Successivamente verrà effettuata un’analisi del Balance Method, il metodo di recente sviluppo per il calcolo della quota rinnovabile dell’energia prodotta da termovalorizzazione implementato nei software OBAMA e BIOMA. In particolare si andrà a verificare l’attendibilità dei risultati forniti dai software per alcuni impianti del nord Italia, cercando di valutare se le ipotesi semplificative e l’algoritmo di risoluzione possano rappresentare una via percorribile per lo sviluppo futuro del modello.