Solid recovered fuels : waste to Chemicals options vs co-combustion in cement plants

The amount of plastic wastes present in landfill represents a missed exploitation of valuable resources and a source of environmental pollution. Therefore, all the possible efforts in the field of plastic recycling should be implemented to reduce as much as possible the quantity of unused plastic wastes. The use of unrecyclable plastic wastes in the composition of solid recovered fuels (SRF) is a strategy to increase the lower heating value (LHV) and to improve the chemical qualities of this fuel, which can constitute the inlet material for chemical recycling processes such as gasification. In this work, gasification of two SRF enriched of mixed plastics is examined and simulated in Aspen Plus® for hydrogen and methanol production. Besides, the comparison between the gasification technology and the well consolidated co-combustion of SRF in the cement industry is object of discussion to try to outline the development of future scenarios on the possible competition of the two different SRF applications. The results demonstrate that the two simulated chemical recycling processes present lower specific efficiencies in terms of energy yield and of fossil CO2 emissions than the respective conventional technologies to produce the two chemicals. Hence, further developments are required for chemical recycling processes to achieve a technical maturity such as that currently presented by the co-combustion process in cement plant.

Il quantitativo di rifiuti plastici presenti in discarica rappresenta un mancato utilizzo di preziose risorse e una fonte di inquinamento ambientale. Di conseguenza, tutti gli sforzi possibili nel campo del riciclo della plastica dovrebbero essere implementati per ridurre il più possibile la quantità di rifiuti plastici inutilizzati. L’utilizzo di rifiuti plastici non riciclabili nella composizione di combustibili solidi secondari (CSS) è una strategia per incrementare il potere calorifico inferiore e per migliorare le qualità chimiche di questo combustibile, il quale può costituire il materiale di ingresso per processi di riciclo chimico come la gassificazione. In questo lavoro, la gassificazione di due CSS arricchiti di plastiche miste viene esaminata e simulata in Aspen Plus® per la produzione di idrogeno e metanolo. Inoltre, il confronto fra la tecnologia di gassificazione e la ben consolidata co-combustione del CSS nell’industria del cemento è oggetto di discussione per cercare di delineare lo sviluppo di futuri scenari sulla possibile competizione delle due differenti applicazioni del CSS. I risultati dimostrano che i due processi simulati di riciclo chimico presentano minori efficienze specifiche in termini di resa energetica e di emissioni fossili di CO2 rispetto alle corrispettive tecnologie per la produzione dei due prodotti chimici. Perciò, ulteriori sviluppi sono richiesti per i processi di riciclo chimico per raggiungere una maturità tecnica come quella attualmente presentata dal processo di co-combustione in cementificio.