L’impianto di pirogassificazione è costituito dalle seguenti sezioni:

• carico, pressatura e alimentazione del rifiuto,
• pirogassificazione con combustione integrata,
• recupero calore e produzione di energia,
• trattamento fumi e monitoraggio delle emissioni in continuo (SME),
• ausiliari e sistema di supervisione e controllo.

Nell'immagine è sinteticamente riportato lo schema a blocchi dell'intero processo.

Di seguito vengono brevemente descritte tali sezioni:

Carico, pressatura ed alimentazione
L’impianto non può trattare rifiuti indifferenziati e non pretrattati, poiché il processo a valle necessita di controlli che garantiscano la corretta alimentazione dell’impianto e conseguentemente più elevati livelli di recupero energetico. I rifiuti (o miscela di rifiuti) precondizionati per garantire le caratteristiche di potere calorifico richieste, vengono alimentati alla tramoggia di carico posta in testa all’impianto di pirogassificazione; questa ha una capacità complessiva in grado di contenere un quantitativo di rifiuti tale da garantire l’alimentazione dell’impianto per almeno 8-10 ore consecutive di funzionamento. Da essa i rifiuti vengono trasferiti al sistema di pressatura e alimentazione dell’unità di pirogassificazione.

Unità di prirogassificazione con combustione integrata
Tale unità è divisa in tre zone operanti in differenti condizioni di processo:

• Pirogassificazione 900 °C (atmosfera riducente)
• Combustione 1600 °C (atmosfera ossidante)
• Post combustione 1500 °C

Le tre zone, comunicanti e integrate nella stessa unità, scompongono il processo di combustione del materiale solido trattato nelle sue tre fasi elementari permettendo di gestirle e controllarle in modo autonomo, ottenendo importanti benefici in termini ambientali, che vanno dalla combustione in fase gassosa del syngas, al contenimento delle quantità di aria di combustione, alla omogeneità delle temperature elevate raggiunte, all’assenza di polveri e particolato nei fumi. Nell'immagine è riportato il dettaglio costruttivo dell'unità di pirogassificazione.

Il processo di combustione, avvenendo a temperature molto elevate (1600 °C), produce ceneri inertizzate e/o vetrificate non suscettibili alla cessione di elementi tossici per dilavamento. Conseguentemente questi materiali sono recuperabili come materiali inerti e, diversamente da quanto avviene per gli inceneritori, i residui della pirogassificazione non devono essere smaltiti in discarica. Il processo è di tipo “continuo” e si autosostiene attraverso il recupero energetico dai fumi di combustione il cui apporto energetico in parte va ad alimentare le reazioni di pirolisi e/o gassificazione che sono notoriamente reazioni endotermiche.

Caldaia a recupero
La caldaia a recupero è a sviluppo orizzontale e prevede due passaggi dei fumi con un elevato sfruttamento del calore sensibile dei fumi stessi allo scopo della produzione del vapore. Essa è suddivisa nelle seguenti sezioni:

• primo passaggio dei fumi che avviene in un unico tubo centrale dove la temperatura dei fumi passa dai 1.500 °C in uscita dal pirogassificatore a circa 1.050 °C,
• camera di inversione refrattariata dove viene iniettata la soluzione di urea per l’abbattimento degli NO_x,
• secondo passaggio dei fumi, all’uscita del quale i fumi si trovano ad una temperatura di circa 325 °C,
• fascio tubiero surriscaldatore dove la temperatura dei fumi viene portata fino a 280 °C in modo da surriscaldare il vapore prodotto.

La caldaia a recupero è in grado di produrre circa 7.800 kg/ora di vapore surriscaldato a 21 bar e 245 °C.

Turbina
La turbina a vapore accoppiata con il generatore è in grado di produrre una potenza elettrica di 630 kW circa partendo dal vapore prodotto dalla caldaia a recupero.

Ciclo termico
Il ciclo termico alimentato dal fluido di scarico della turbina rappresenta il completamento dell’intero ciclo del vapore, di cui la caldaia a recupero e la turbina fanno parte. In particolare gestisce il vapore in uscita dalla turbina in grado di fornire energia termica per le utenze termiche, condensare il vapore e riciclare la condensa in caldaia, nonché permettere l’esercizio dell’unità di pirogassificazione con combustione integrata, anche in caso di fermata della turbina, mediante un sistema di by-pass con valvola di laminazione.

Sistema di trattamento fumi
Il sistema previsto per la depurazione dei fumi prodotti dalla combustione si compone di più stadi di trattamento, rientranti tra quelli previsti dalle Migliori Tecniche Disponibili (MTD o BAT) riportate sui documenti di riferimento (BREF di settore) elaborati a livello europeo.

A valle dell’unità di pirogassificazione con combustione integrata, come descritto in precedenza, i fumi attraversano la caldaia a recupero, all’interno della quale si trova la camera di inversione nella quale viene realizzato il trattamento SNCR DeNO_x ad iniezione di soluzione di urea, e lo scambiatore di preriscaldamento dell’aria primaria di combustione.
Successivamente i fumi sono inviati all'impianto di trattamento fumi, costituito da una sezione di trattamento a secco seguita da una sezione di trattamento a umido, a valle delle quali si trova il camino. La sezione di trattamento fumi, quindi, è costituita dalle seguenti sezioni:

• reattore di contatto con reagenti solidi costituiti da calce idrata ventilata e carbone attivo;
• filtro a maniche;
• torre di lavaggio (scrubber) a doppio stadio;
• ventilatore di coda.

Sistema di monitoraggio emissioni (SME)
Il monitoraggio in continuo delle emissioni avviene mediante un analizzatore gas (tecnologia FTIR) per la misura in continuo di CO, HCl, HF, H₂O, NO_x (NO+NO₂), SO₂ e COT (Carbonio Organico Totale) completo di modulo per la misura di O₂, di unità di controllo e gestione. Sono presenti inoltre un tubo di Pitot per la misura della portata dell’effluente gassoso in uscita dal camino, ed un sistema di rivelazione in continuo di tipo elettrodinamico per determinare le polveri (MPT).

Impianti ausiliari
Completano l’impianto di pirogassificazione gli impianti ausiliari per la produzione dell’aria compressa l’impianto elettrico e il sistema di supervisione e controllo.