Utilizzo della torcia al plasma per la valorizzazione energetica di RSU nel sistema integrato di smaltimento = Use of the plasma torch for the energy enhancement of MSW in the integrated disposal system

Il trattamento dei rifiuti è un tema molto attuale poiché si è sempre più proiettati in un’era basata sul consumismo e sulla tutela ambientale. Attualmente, i trattamenti termici sono i metodi più utilizzati per trattare diversi flussi di rifiuti tra cui RSU e si candidano ad essere una soluzione alternativa allo smaltimento in discarica. Inoltre, trattando il rifiuto come vettore energetico grazie a tecniche di termovalorizzazione, è possibile decomporre il rifiuto e generare energia termica e/o elettrica. Indipendentemente dalle loro prestazioni energetiche, la maggior parte di questi trattamenti mostra danni ambientali come la formazione di diossine, furani, metalli pesanti. Si vuole esaminare una soluzione alternativa allo smaltimento in discarica di degli scarti derivanti dai processi di gassificazione, digestione anaerobica e frazionamento di un rifiuto solido urbano indifferenziato. Inoltre, si vuole ottenere un Syngas “pulito”. La soluzione presa in considerazione è la tecnologia al plasma termico per il trattamento dei rifiuti. Il plasma ad alta temperatura infatti distrugge tutti i legami chimici producendo radicali, elettroni, ioni e molecole eccitate. Queste specie attive hanno il compito di aumentare i tassi di reazioni, consentire che procedano reazioni che altrimenti sarebbero difficili da raggiungere in condizioni di temperatura più bassa. In questo modo, i solidi in ingresso possono essere degradati e il Syngas può essere depurato dai Tar. È possibile ottenere quindi un Syngas pulito. Altro prodotto uscente dal rattore al plasma termico è un solido inerte, definito come Scoria vetrificata, contente carbonio inorganico e metalli degradati alle alte temperature. Vantaggio assoluto di questo prodotto solido è la sua capacità di essere inerte. È possibile infatti utilizzarlo come materiale di costruzione o di riempimento. La modellazione di un impianto per la valorizzazione con plasma termico di questi rifiuti è stata eseguita con il software Aspen Plus® . Sono stati considerati due reattori per simulare al meglio ciò che avviene all’interno del reattore reale: il primo lavora a temperature di 1650°C, un secondo reattore lavora a 1000 °C. Il Syngas depurato è stato trattato in un impianto di cogenerazione. Il rendimento dell’impianto globale è del 42%. È stato trattato anche il tema ambientale. Infatti, è stata eseguita un analisi completa e accurata sul ciclo di vita dell’impianto secondo la tecnica LCA (Life Cycle Assessment) (LCA) con l’ausilio del software opensource OpenLCA ®. La costruzione di un inventario con tutti i materiali, le dimensioni e le caratteristiche delle varie apparecchiature considerate, ha permesso di calcolare le più importanti categorie d’impatto ambientale, indicatori diretti delle conseguenze che alcune sostanze generano sull’ambiente o sull’uomo. Inoltre, sono stati valutati gli indici ESI (Energy Sustainability Index) ed EROI (Energy Return On Investment) che permettono di ottenere indicazioni sulla sostenibilità ambientale. L’indice ESI infatti permette di avere una prima valutazione sulla sostenibilità del processo. Avere un ESI>1 indica che il processo si candida per essere sostenibile. Un EROI > 1 conferma la sostenibilità energetica dell’impianto. È stata infine effettuata una comparabilità in merito alla sostenibilità ambientale rispetto al trattamento in discarica dei rifiuti indifferenziati.