Smaltimento degli pneumatici usati mediante pirolisi : bilanci di massa, energia e analisi impiantistica

Pyrolysis process has been proposed for the disposal of used tyres and energy recovery. The disposal of used tyres is becoming an ever more pressing problem because the accumulation in landfill is not practicable, open dumping of scrap tyre not only occupies a large space, presents an eyesore, causes potential health and environmental hazards, but also illustrates wastage of valuable energy resources. As know, tyres are made to be extremely resistant to physical, chemical and biological degradation, therefore they persist in the environment for a very long time so the necessity to study a process dedicated to the proper disposal. From the comparison of different disposal options available it has been observed that pyrolysis, using system working at high temperature and oxygen free, has a promising future. The aim of this work is the individuation of pyrolysis technologies, plants and the analysis of process mass balances. This study analyzes the mass balances of a rotary kiln reactor ENEA and proposes a methodology to verify them; in particular through the data of a little batch reactor has been created a model, using the standard deviation of process products composition, char, oil and syngas, to close the global mass balance. After energy evaluation was identified the better configuration for industrial application. In particular was analyzed a plant with a gas engine and ORC organic fluid cycle to obtain electrical and thermal power. The oil and gas, was used within the pyrolysis system to support the reaction and after to produce heat and electricity. The final result was: • The disposal of used tyres • The production of electricity • The production of heat • The sale of char

E’ stata proposta la pirolisi per lo smaltimento degli pneumatici usati e la valorizzazione energetica del rifiuto stesso. Il tema del recupero è sempre più stringente giacché l’accumulo in discarica è una soluzione non più praticabile, necessita di grandi spazi, deturpa il paesaggio, è pericolosa per la salute e l’ambiente e rappresenta inoltre uno spreco di risorse energetiche. Gli pneumatici, infatti, sono progettati e costruiti per essere estremamente resistenti alla degradazione fisica, chimica e biologica e di conseguenza permangono nell'ambiente per lunghissimo tempo, nasce così la necessità di studiare un processo dedicato al corretto smaltimento. Dal confronto delle possibili opzioni di recupero è stata reputata promettente la pirolisi, un processo endotermico di decomposizione chimica in ambienti ad alta temperatura e in atmosfere prive di ossigeno. La tesi prevede l’individuazione delle tecnologie esistenti, dei relativi schemi d’impianto e l’analisi dei bilanci di massa. Si è posta attenzione su un pirolizzatore a tamburo rotante dell’ENEA e si è proposta una metodologia di calcolo per la chiusura del bilancio atomico attraverso lo studio di un piccolo reattore batch; in particolare è stato creato un modello che sfrutta le deviazioni standard delle composizioni dei prodotti char, olio e syngas tale da definire la chiusura del bilancio di massa globale. A seguito di considerazioni sul bilancio energetico del pirolizzatore è stata identificata una configurazione impiantistica per applicazioni industriali; è stato valutato l’accoppiamento di un impianto di pirolisi ad un motore cogenerativo ed un impianto ORC a fluidi organici per la produzione di energia elettrica e termica. L’olio e il syngas ottenuti dalla pirolisi sono stati impiegati per fornire la potenza termica necessaria al pirolizzatore e successivamente per produrre elettricità e calore. Il risultato finale è stato un impianto in grado di: • Smaltire pneumatici usati • Produrre energia elettrica • Produrre energia termica • Ottenere ricavi dalla vendita del Char