Transcript Prof. Federico Valerio sui combustibili solidi

COMBUSTIBILI SOLIDI
SECONDARI NEI CEMENTIFICI,
cosa può succedere?
Federico Valerio
già direttore Servizio Chimica Ambientale
Istituto Nazionale Ricerca Cancro Genova
CEMENTIFICI-INCENERITORI?
L’impatto ambientale dei cementifici nella
letteratura scientifica 1)
• Polveri sottili (PM10) oltre la norma
– Baroutian, M, et al, 2006
• Suolo inquinato da piombo, zinco e
cadmio
– Al Khashman, 2006
• Suolo ed alimenti inquinati da tallio
– Ewer, 1988
L’impatto ambientale dei cementifici nella
letteratura scientifica 2)
• Vanadio in aria, acqua, suolo, vegetali
– Himdy, 1990
• Cromo nel terreno e nei vegetali
– Isikli, 2003
• Cadmio nel terreno, nei vegetali, nel
sangue dei residenti
– Isikli, 2006
PERCHE’ TANTI E DIVERSI METALLI?
Schema cementificio
combustibile
combustibile
Cosa entra nei cementificio
• Materie prime
– Marna
– Calcare
– Pietro di gesso
– Ceneri volanti
– Ceneri di pirite
– Scorie metallurgiche
Cosa entra nei cementifici
• Combustibili
– Carbon fossile
– Olio combustibile
– Coke da petrolio
– Terre da sbianca
– Peci
– Fanghi depurazione
– Farine animali
– Combustibili da rifiuto (CDR)
– Combustibili Solidi Secondari (CSS)
Fonti di energia usate nei cementifici italiani
milioni di TEP
Prezzi combustibili alle cementerie
centesimi/chilo petrolio equivalente
CSS usati nei cementifici italiani
2002-2010
Composizione CSS
% in peso
Rifiuti organici
Tessili
Carta e cartone
Plastica
Altro
45
2
13
9
31
Potere Calorifico Inferiore
del CSS
Da 17 a 25 Mj per chilogrammo
PET COKE: 32 Mj
Potenzialità di utilizzo
UMBRIA
da 44.000 a 220.000 ton/anno
Limiti emissioni
cementifici che usano CSS e inceneritori
Genon G*., Brizio E.** (2008)
Possibilità e limiti dei cementifici come
impianti per l’utilizzo di combustibili da
rifiuto
Waste Management 28, 2375-2385
* Politecnico Torino
**ARPA Piemonte
Grammi di metalli in una tonnellata
di CDR
Metalli
minimo
massimo
Cadmio
0,18
2,6
Tallio
0,02
0,5
Mercurio
0,1
0,4
Piombo
25
157
Vanadio
0,3
7
CONCENTRAZIONI DI
METALLI PESANTI
(nanogrammi per metro cubo)
NEI FUMI DI UN CEMENTIFICIO
ALIMENTATO CON PET-COKE e CDR
100%
pet-coke
50% pet-coke
50% CDR
cadmio-tallio
60
110
mercurio
290
1.270
Ref: Genon 2008
In un cementificio,
la combustione
di CSS
al posto di PET Coke
produce una maggiore emissione di:
MERCURIO, CADMIO, TALLIO
Classificazione tossicità dei
metalli pesanti
• Classe I: cadmio, mercurio, tallio
• Classe II: arsenico, cobalto, nichel,
selenio
• Classe III: piombo, cromo, rame, vanadio,
stagno, manganese
Dose giornaliera tollerabile
microgrammi/chilo di peso corporeo
MERCURIO: 1,6 microgrammi
• Un adulto di 70 chili, giornalmente, può
essere esposto a
• 112 microgrammi di mercurio
• Un cementificio italiano (1992) in 24 ore,
ha emesso
105.000.000 di microgrammi di mercurio:
– La dose giornaliera ammissibile per
937.500 soggetti adulti
Diossine dai cementifici
tedeschi con e senza CSS
• La quantità di diossina emessa non
dipende dai combustibili
• Le diossine si possono formare nella parte
fredda (200-400 C°) dell’impianto prima
della separazione finale dei fumi
• La presenza di metalli catalizzatori (rame)
nelle polveri può facilitare la formazione di
diossine a partire da precursori organici e
cloro
E se ritornasse il bio metano?
Fattori di emissione per impianti
a cogenerazione < 25MWe
Emissione
unità
NOx
g/GJ
PM10
PM2,5
Turbogas
Inceneritori
rifiuti urbani
124
124
mg/GJ
61
1.126
mg/GJ
51
1.084
Fonte : National Environmental Research Institute (NERI) Denmark 2007
27
BIODIGESTORE:schema
Ingresso
scarti
biodegradabili
Uscita biogas
grezzo
Uscita effluenti
liquidi
Uscita digestato
28
u.m.
Mega joule/m3
Potere
calorifico Mega joule/kg
Gas
Biometano
naturale
39,9
30,2 - 47,2
72
55 - 86
Poteri calorifici a confronto
Mega joule / kg
Pet coke
CSS
Gas naturale
Biometano
32
17 - 25
75
55 - 86
La digestione anaerobica di
50.000 ton/anno di scarti alimentari e di
allevamenti, fanghi depurazione…
produce 6 milioni mc di bio metano,
con potere calorifico di 240 milioni di Mj
equivalenti a
11.400 ton di CSS
Grazie per l’attenzione l’
E per saperne di più:
http://federico-valerio.blogspot.com