Bioenergia rurale. Analisi e valutazione delle biomasse a fini ... - Inea

2.2 La combustione delle biomasseIl processo di combustione delle biomasse è conosciuto fin dalle origini della civiltà: esso è stato, ed in alcunerealtà può essere ancora considerato, la principale fonte di energia. La combustione del materiale ligneocellulosicopermette di ottenere energia termica che può essere usata tal quale o convertita, attraverso opportunetecnologie, in energia elettrica.Le tecnologie di combustione sono, allo stato attuale, le più mature nel panorama della conversione energeticadelle biomasse. La maggiore affidabilità ed i minori costi di investimento (anche se questi sono fortementedipendenti dalla taglia di impianto), comparati con altre soluzioni impiantistiche (ad esempio la gassificazione),giustificano la grande diffusione di tale tecnologia.Le principali criticità sono invece legate all’uso di particolari tipologie di biomassa (erbacee) ed all’ottenimentodi elevate efficienza di conversione, soprattutto nel caso di piccoli impianti domestici.2.2.1 Il processo di combustioneIl processo di combustione permette di trasmettere ad un fluido l’energia chimica presente nella biomassa.La descrizione delle reazioni chimico-fisiche del processo di combustione risulta molto complessa, si possonotuttavia individuare almeno tre fasi successive, caratterizzanti il processo globale:• essiccazione: in questa fase il contenuto di acqua presente all’interno della biomassa viene ridotto. Poichél’evaporazione è un processo energeticamente molto costoso, biomasse molto umide tendono a ridurrela temperatura media (adiabatica) della camera di combustione, con conseguenze negative sul processostesso e sul rendimento globale. Nella combustione del legname, una umidità superiore al 60% in pesosu base umida, rende il processo non sostenibile;• pirolisi/gassificazione: la particella di biomassa, essiccata, subisce un processo di degradazione termica,dipendente dalla temperatura e dal contenuto di ossigeno presenti nella camera di combustione. Inquesta fase i componenti volatili della biomassa vengono liberati dalla matrice solida (devolatilizzazione)che, contestualmente, si degrada formando ulteriori composti volatili a catena lunga (tars) e carbone dilegna (char);• combustione: i composti volatili incontrano una zona ricca in ossigeno e vengono ossidati, mentre sul lettodi combustione avviene l’ossidazione completa del carbone (char burnout); parte dell’energia liberataserve per alimentare le prime due fasi. Solitamente, in ogni combustore, si individuano due zone, unadetta di combustione primaria ed una successiva detta secondaria, ciascuna dotata di un distinto sistemadi immissione di aria.Ciascun costruttore di caldaie per biomassa utilizza strategie differenti per controllare ed ottimizzare ogni specificafase del processo. Una combustione ben realizzata permette, oltre all’ottenimento di efficienze di conversioneelevate, di limitare le emissioni inquinanti.46 RETELEADER