termodistruzione di rifiuti solidi solid waste incinerators

V E N T I L A Z I O N EI N D U S T R I A L ETERMODISTRUZIONEDI RIFIUTI SOLIDISOLID WASTE INCINERATORS

azionamenti guidati da pistoni idraulici (Fig. 2). Irifiuti immessi nella camera di combustione (Fig. 2)raggiungono la temperatura di autocombustionegrazie a uno specifico bruciatore di supporto adaria comburente, di tipo modulante proporzionale.Il forno potrà essere corredato di un’opportuna grigliain ghisa di qualità elevata, al di sopra dellaquale sarà alloggiato il bruciatore di supporto energetico.Sul lato frontale del forno è installato il portellonedi ispezione della camera di combustione,mentre nella parte inferiore è previsto uno sportelload apertura automatica per lo scarico delle ceneri.Sul lato frontale opposto è sistemato il portelload apertura automatica per il caricamento del forno.Il bruciatore posto lateralmente lambisce con lapropria fiamma i rifiuti sistemati all’interno dellacamera di incenerimento. Lo spessore del refrattario,tale da resistere fino a 1.400 °C, assicura l’integritàdella struttura costituente il forno.Camera di post-combustioneTale camera ha lo scopo di ossidare gli incombustiorganici ed il monossido di carbonio, contenuti neifumi provenienti dal forno e viene alimentata coningresso radiale in modo da garantire la turbolenzafluidodinamica necessaria per completare l’ossidazionedei composti organici suddetti. In casi particolariè prevista la possibilità di utilizzare ossigenopuro come comburente al posto dell’aria, per ottimizzareil processo di post-combustione. La temperaturamedia di esercizio è pari a 850 °C, mantenutamediante l’apporto di energia di un bruciatoreausiliario funzionante a metano e il processo vienecontrollato sia dal punto di vista termico/energeticoche massico. Il tempo di permanenza minimo èdi 2 s e la temperatura media di esercizio può esseresuperiore a quella precedentemente indicata, aseconda della composizione chimica del rifiuto e diconseguenza dei relativi fumi di combustione.Unità di recupero energeticoUtilizzando i fumi di post-combustione è possibilepre-riscaldare l’aria comburente per il bruciatoredella camera stessa, surriscaldare i fumi provenientidal Venturi scrubber e, in casi specifici, ottenereulteriori recuperi energetici. A tal fine si è pensatodi ricorrere a unità di recupero, costituite da scambiatoria fascio tubiero, interamente realizzati inacciaio inox per alte temperature e la cui superficieesterna è isolata termicamente. La progettazionedi tali apparecchiature, specifica per ogni applicazione,contempla il dimensionamento deiseguenti parametri: diametro, lunghezza, spessoree disposizione dei tubi di scambio energetico.Venturi scrubberI fumi provenienti dalle unità di recupero energeticosubiscono un quench controllato sia termicamenteche chimicamente (di fondamentale imporloadedin the combustion chamber (Fig. 2) reachesthe self-combustion temperature thanks to a specificsupport burner with combustion-supporting air,of proportional modulating type. The furnace canbe provided with a suitable grid made of qualitycast iron, above which the energy support burnerwill be seated. The inspection door of the combustionchamber is installed at the front of the furnace,while at the bottom there is a door with automaticopening for unloading the ashes. On the oppositefront there is the furnace charging door with automaticopening. The burner, placed sideways, lickswith its flame the waste material arranged insidethe incineration chamber. Thickness of the refractorylining is such as to withstand temperatures up to1400 °C, thus ensuring the intactness of the furnacestructure.Post-combustion chamberPurpose of the post-combustion chamber is to oxidizethe unburnt organics and carbon monoxidecontained in the fumes exiting from the furnace. Itis fed via a radial inlet in order to ensure the fluidynamicturbulence required to complete oxidationof the above-mentioned organic compounds. Inparticular cases there is provision for using pureoxygen as combustion-supporting medium insteadof air so as to optimize the post-combustion process.The average operating temperature is equal to 850°C, and is held by the energy supplied from an auxiliary,natural gas-fired burner. The process is controlledin both thermal/energy terms as well asregards mass. Minimum residence time is 2 s. Theaverage operating time can exceed the one givenpreviously, depending on the chemical compositionof the waste material, and therefore that of the relativefumes of combustion.Energy recovery unitBy using the post-combustion fumes it is possible topreheat the combustion-supporting air for the burnerof the combustion chamber, overheat the fumescoming from the Venturi scrubber and, in specialcases, to obtain further energy recovery. For suchpurpose, use is made of a recovery unit consisting ofa tube bundle heat exchanger, of all-stainless steelconstruction for high temperatures, with thermallyinsulating outer surface. Designing of such equipment(specific for each application), involvesdimensioning of the following parameters: diameter,length, wall thickness and arrangement of theenergy exchange tubes.Venturi scrubberThe fumes coming from the energy recovery unitare quenched both thermally and chemically (ofvital importance in order to allow absorption in theaqueous phase of all the water-soluble acidic inorganicsubstances derived from the thermal destruc-3

tanza per poter assorbire nella fase acquosa tutte lesostanze inorganiche acide idrosolubili derivantidal processo di termodistruzio-ne/postcombustione)in uno scrubber multi-Venturi. Come è noto,questo tipo di scrubber, permette inoltre di trattenerein fase acquosa anche eventuali polveri didimensioni “medio-grandi”, presenti nei fumi chelo attraversano. I suddetti impianti sono di tipomodulare e ognuno di essi ha la possibilità di processare2.500 Em3 /h. Tale accorgimento assicurauna maggiore turbolenza specifica ed un migliorcontatto tra le fasi, fornendo risultati superioririspetto al singolo cono Venturi.Filtro a maniche autopulenteQuesta unità è adibita alla filtrazione del restanteparticolato presente nei fumi provenienti dal Venturiscrubber. L’apparecchiatura consiste in un depolveratoreadatto per il funzionamento continuo, conpulizia in automatico del tessuto filtrante. Gli elementifiltranti sono costituiti da cestelli portanti adeguatemaniche, le cui caratteristiche sono in questocaso dettate principalmente dalla temperatura diesercizio (> 160 °C). Il ciclo di pulizia delle manicheè variabile in funzione delle reali necessità dell’impiantoe permette sia la variazione del tempo chedella frequenza di lavaggio. Inoltre, è possibile progettareogni filtro per le specifiche esigenze, utilizzandoappieno le peculiarità dell’apparecchiatura.Considerazioni conclusiveIl processo avviene totalmente in depressione e,tramite specifici trasmettitori di pressione relativa,si controllano in continuo i valori di depressionepresenti nel forno e nella camera di post-combustione.L’applicazione proposta rappresenta, inmodo indiretto, un controllo massico del processo,di fondamentale importanza per il corretto svolgimentodello stesso.Tutte le apparecchiature sono corredate di loop dicontrollo per il completo funzionamento automaticodel processo di termodistruzione rifiuti e trattamentofumi di incenerimento. L’intera logica digestione impianto fa riferimento a un unico quadroelettrico centrale, dotato di PLC. Dal fronte quadroè possibile gestire l’impianto e controllare i valoridi processo fondamentali (v. Tabella).Sono stati omessi i controlli delle rampe GN perbruciatori e delle rampe O 2 per l’arricchimento incamera di combustione con apposita lancia, nonchéi controlli delle emissioni. L’impianto deveessere dotato dei controlli continui alle emissionispecificati nel D.M.A. 19 novembre 1997, n° 503per i rifiuti urbani e quelli speciali non pericolosi enel D.M.A. 25 febbraio 2000, n°124 per i rifiuti specialipericolosi. Complessivamente l’impianto simostra decisamente flessibile e di agevole taratura,caratteristica necessaria per poter applicare la termodistruzionealle diverse tipologie dei rifiuti solidida incenerire.tion/post-combustion process) in a multi-Venturiscrubber. As is well known, this type of scrubber,besides capturing in aqueous phase, can also captureany dusts of the “medium-large” size, containedin the fumes flowing through it. The aboveplants are modular in type and each one isdesigned to process 2500 Em 3 /h. Such measureensures greater specific turbulence and improvedcontact between the phases, thus supplying betterresults compared to the single Venturi scrubber.Self-cleaning filter bagThis unit serves for filtration of the remaining particulatepresent in the fumes coming from theVenturi scrubber. The equipment consists of a dustcollector, designed for continuous duty, with automaticcleaning of the filter fabric. The filter elementsconsist of cages carrying suitable bags whosecharacteristics are dictated in this case mainly bythe operating temperature (> 160 °C). The bagcleaning cycle is variable depending on actualneeds of the plant; it allows variation both in timeand in cleaning frequency. It is also possible todesign each filter for the specific requirements bymaking full use of the duct collector’s special characteristics.Concluding remarksThe process takes place fully under negative pressurewhile, thanks to specific transmitters of relativepressure, the negative pressures levels in the furnaceand post-combustion chamber are continuouslymonitored. The application proposed represents,indirectly, a mass control of the process, ofvital importance for correct running of the actualprocess.All units are provided with control loop for fullyautomatic operation of the waste incinerationprocess and clean-up of the incineration fumes.The entire plant control logic is based on a singlecentral control panel, provided with PLC. From thefront of the control panel it is possible to control theplant and monitor the basic process values (seeTable).The system does not include controls for the NGramps for burners and O 2 ramps for enrichment inthe combustion chamber with special nozzle, nordoes it include controls of the emissions. The plantshould be provided with continuous monitoring ofthe emissions as specified in Italian EnvironmentalMinisterial Decree 19 th November 1997, n° 503 forurban waste and special non-hazardous wastes,and in accordance with Environmental MinisterialDecree 25 th February 2000, n°124 for hazardousspecial waste. Overall the plant proves to be decidedlyflexible and easy to set, such characteristicbeing necessary so that the thermal incinerationtechnique can be applied to the various types of solidwaste to be incinerated.4

SSSSSSSSSSSSSSSALLA SEZIONE DEPURAZIONE ACQUE /TO WATER TREATMENT SECTIONSPURGO / VENTPOMPA DOSATRICE /PUMPMNaOH (30%) /NaOH (30%)ACQUA DI RETE /PROCESS WATERLSHLSLTEAPCAMINO /STACKSCHEMA IMPIANTO DI TERMODISTRUZIONE RIFIUTI SOLIDIPROCESS DIAGRAM, SOLID WASTE INCINERATORM PIPSLTEVENTILATORE ARIA COMBURENTE /FAN, COM-BUSTION SUPPORTING AIRFEPT PIMTEBGTE PSLSCAMBIATORI ARIA-ARIA /AIR-AIR HEAT EXCHANGERS POSTCOMBUSTORE /POST-COMBUSTORBHEPTPSH PIPISCRUBBER VENTURI /VENTURI SCRUBBERMMFSCARICO ARIA /AIR DISCHARGEPOMPE DI PROCESSO /PROCESS PUMPSTEPIARIA AMBIENTE /AMBIENT AIRMTEMTEMMFORNO INCENERITORE /INCINERATOR FURNACEVENTILATORE DI PROCESSO /PROCESS FANFILTRO A MANICHE /BAG FILTERVENTILATORE / FANPIPSLMGN2OGNINGRESSO MATERIALE SOLIDO /SOLID MATERIAL INLET5

PISTONE PER FUNZ. SPORTELLO /DOOR OPERATING CYLINDERCAMINO DI SCARICO /DISCHARGE STACKCAMERA DI CARICO /CHARGING CHAMBERVHSPORTELLO DI SCARICO CENERI /ASH UNLOADING DOORCAMERA DI COMBUSTIONE /COMBUSTION CHAMBERTESTA BRUCIATORE /BURNER HEADPISTONE PER SCARICO CENERI /CYLINDER FOR ASH UNLOADINGCENTRALINA IDRAULICA /HYDRAULIC POWER PACKVPORTA DI ISPEZIONE /INSPECTION DOORBACGMODELLI FORNI / FURNACE MODELSSigla Caratteristiche FP12 FP24 FP40 FP55 FP75 FP90Sigla CharacteristicsV Volume interno utile m3 1.24 2.39 4.02 5.49 7.47 9.08Max. internal volume e m3A Lunghezza interna mm 1100 1800 2000 2250 2500 2750Internal length mmB Larghezza esterna max mm 1550 1650 2000 2250 2400 2550External width max mmC Lunghezza esterna max mm 1280 2050 2350 2650 2900 3150External length max mmG Lunghezza totale max mm 1880 2650 2950 3250 3500 3750Total length max mmH Altezza esterna max mm 1750 1850 2100 2350 2500 2750External height max mmP Peso indicativo Kg 3700 5800 8600 11700 13800 16650Approx. weight KgTmax Temp. max sopportabile °C 1400 1400 1400 1400 1400 1400Max. withstandable temp. °CPb Potenzialità bruciatore Kcal/h 30000 40000 50000 60000 60000 70000Burner capacity Kcal/hQ Portata ventilatore estraz. Nm3/h 1500 1500 2500 3500 3500 4000Fan flow rate, extraction Nm3/hPt Potenzialità termica Kcal/h 400000 750000 1100000 1500000 1850000 2250000Heat capacity Kcal/hN.B. Bear in mind that when reading the tables, the values are given with the European decimal notation; for English readers the comma should be taken as the decimal point.6

Forno, vista complessivaFurnace, overall viewForno, vista caricatoreFurnace, charger view7

20035 Lissone - Via Adamello, 9 - Tel. 039 483498 - 2456105 - Fax 039 461286International: 0039-039-483498 - 2456105 - Fax 0039-039-461286e-mail: info@ventilazioneindustriale.it - www.ventilazioneindustriale.it