Linceneritore è un impianto industriale utilizzato per lo smaltimento dei rifiuti mediante un processo di combustione ad alta temperatura, detto "incenerimento", da cui si ottiene un effluente gassoso contenente i prodotti della combustione (che in generale possono includere anche sostanze più o meno tossiche, come diossine, furani, particolato, cenere e polvere). Lo scopo dell'incenerimento è la riduzione del volume e della pericolosità dei rifiuti trattati..
Il processo di incenerimento propriamente detto è un particolare processo di trattamento termico dei rifiuti svolto attraverso una combustione completa in presenza di ossigeno. Altri trattamenti termici dei rifiuti sono la pirolisi, svolta in assenza di ossigeno, e la gassificazione, che consiste invece in un'ossidazione parziale.. In senso lato, si parla di "incenerimento" anche quando all'interno di tale processo sono presenti fasi di pirolisi e di gassificazione.
Tra le tipologie di inceneritori ci sono anche i termovalorizzatori che sfruttano il calore sviluppato durante la combustione per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (ad esempio per il teleriscaldamento) sfruttando la cogenerazione.
Tipi di rifiuti trattati Combustibile solido secondario
Le categorie predominanti di rifiuto inceneribili e sono definite come combustibile solido secondario, cioè: rifiuti solidi urbani (RSU) rifiuti speciali
A queste si possono aggiungere categorie particolari come i fanghi di depurazione, i rifiuti medici e gli scarti dell'industria chimica.. Non sono invece inceneriti i rifiuti pericolosi.
Molto importante notare che la tipologia e le caratteristiche dell'inceneritore in costruzione cambia a seconda del tipo di rifiuti da trattare.
Vi è poi una grande quantità di rifiuti non inceneribili, classificati "inerti", provenienti da costruzioni e demolizioni: questi costituiscono in Italia una percentuale di circa il 30% del totale, pari a 30 milioni di tonnellate l'anno (dati 2014)..
Nel caso dei rifiuti solidi urbani, prima di procedere all'incenerimento, i rifiuti devono essere trattati tramite processi speciali volti a eliminare i materiali non combustibili (vetro, metalli, inerti) e la frazione umida chiamata FORSU, costituita dalla materia organica come gli scarti alimentari e da agricoltura, ecc.
Rifiuti solidi urbani Considerato che la natura dei rifiuti solidi urbani è estremamente variabile a seconda dell'area servita da ciascun singolo inceneritore, il processo di incenerimento e di conseguenza le caratteristiche e la gestione di un inceneritore può essere molto differente da una zona geografica all'altra,. oltre che dal particolare periodo temporale in cui è svolto il processo: ad esempio, per modifiche nei consumi che si hanno tra il periodo estivo e il periodo invernale oppure nel corso degli anni a seguito della commercializzazione e dell'acquisto di nuovi prodotti e in generale a seguito di modifiche del mercato globale e locale.
La tipologia di rifiuto solido urbano trattata in un inceneritore è anche modificata in maniera sostanziale in concomitanza con le pratiche di raccolta differenziata messe in atto nel territorio. In particolare, oltre a diminuire la quantità di rifiuti inviati al processo di incenerimento, la raccolta differenziata va a modificare le caratteristiche del RSU, con conseguenze sulla quantità del rifiuto trattato, ma anche della sua qualità. Ad esempio la raccolta differenziata dei rifiuti organici (anche chiamati "umido") aumenta il potere calorifico dei rifiuti solidi urbani, diminuendo così la quantità di combustibile necessario a incenerire ogni tonnellata di rifiuto.
Per quanto riguarda il pretrattamento di rifiuti solidi urbani, al fine di migliorare le prestazioni e il controllo del processo, tali rifiuti, essendo estremamente eterogenei, sono frantumati e miscelati con apposite gru all'interno di una vasca generalmente costruita in cemento armato, in modo da ottenere una composizione dell'alimentazione alla fornace il più possibile omogenea..
Un'altra necessità nel caso di impianti per l'incenerimento di RSU è la presenza di strutture chiuse dove stoccare e miscelare i rifiuti, in modo da limitare l'emissione verso l'esterno di cattivi odori, rumori e vibrazioni. e tale area ha generalmente una capacità di stoccaggio di circa 3-5 giorni e deve essere provvista di particolari misure antincendio.
Rifiuti speciali Nel caso di inceneritori per rifiuti speciali, le caratteristiche dell'impianto variano sensibilmente a seconda che si tratti di un impianto per il trattamento di rifiuti speciali provenienti da diverse fonti o se al contrario tali rifiuti speciali provengono da un'unica impresa.. Nel secondo caso, si parla di "impianti dedicati"; tali impianti, essendo progettati per i bisogni di un'impresa specifica, sono meno versatili (in quanto sono progettati per trattare solo i rifiuti della specifica impresa in questione), ma dall'altra parte la loro progettazione risulta più mirata, in quanto si ha una migliore conoscenza del tipo di rifiuti da trattare.
I rifiuti speciali possono essere particolarmente tossici e necessitano di maggiori controlli. Per tale motivo, prima che tali rifiuti siano stoccati per l'incenerimento devono essere sottoposti a dei rigidi controlli per verificare la loro ammissibilità all'impianto di incenerimento.. Tali controlli includono l'ispezione visiva, indagini analitiche e il raffronto dei risultati emersi da tali controlli con le particolari specifiche dell'impianto, dopo di che, i rifiuti possono essere ammessi e quindi stoccati per l'incenerimento, oppure non ammessi, e quindi inviati ad altri impianti di trattamento più idonei.
A differenza dei RSU, i rifiuti speciali possono essere sia solidi sia liquidi,. per cui l'impianto necessita delle apparecchiature per la movimentazione dei materiali più complessi e diversificati.
Fanghi di depurazione La composizione dei fanghi di depurazione e, di conseguenza, le caratteristiche dell'inceneritore preposto al loro trattamento possono variare notevolmente a seconda che si tratti di fanghi provenienti da aree industriali o municipali..
Nel caso di tali rifiuti, l'impianto di incenerimento deve prevedere una sezione per ridurre il contenuto di liquido nei fanghi. Ciò può essere svolto attraverso apparecchiature che impiegano dei processi fisici, come decantatori, separatori centrifughi e filtropressa. Spesso tale processo è seguito da un ulteriore essiccatore termica. e da un processo di digestione dei fanghi..
Rifiuti medici I rifiuti medici non potenzialmente infettivi sono talvolta trattati in impianti di incenerimento per RSU, mentre nel caso in cui siano potenzialmente infettivi, vengono trattati in particolari impianti di incenerimento dedicati a tale scopo. Tali impianti necessitano di opportune sezioni di lavaggio e disinfezione dei rifiuti e di zone segregate per lo stoccaggio e il trasferimento dei rifiuti. In alcuni casi sono inoltre necessarie delle zone di stoccaggio dotate di opportuni impianti di refrigerazione e congelamento dei rifiuti.
A causa dell'elevato quantitativo di liquidi che generalmente contengono, i rifiuti medici necessitano di tempi di incenerimento molto lunghi.
Tipologie costruttive È possibile distinguere i seguenti tipi di inceneritore in base alla specifica tecnologia adoperata nella camera di combustione primaria.
Inceneritore a griglie
Questi inceneritori possiedono un grosso focolare, con griglie metalliche normalmente a gradini formate da barre o rulli paralleli. La griglia può essere mobile o fissa e le zone attraversate possono essere progettate in modo da raggiungere temperature differenti, per ottenere riscaldamento graduale..
Il funzionamento di un inceneritore a griglie può essere suddiviso nelle seguenti fasi principali: Arrivo dei rifiuti provenienti dagli impianti di selezione dislocati sul territorio (ma anche direttamente dalla raccolta del rifiuto): i rifiuti sono conservati in un'area dell'impianto dotato di sistema di aspirazione, per evitare il disperdersi di cattivi odori. Con un carroponte i materiali sono depositati nel forno attraverso una tramoggia, talvolta associata ad un convogliatore.. Può essere presente inoltre un'apposita valvola di non ritorno per evitare che le fiamme della fornace giungano all'esterno o che una quantità indesiderata di aria passi attraverso la tramoggia, alterando la percentuale di ossigeno all'interno della fornace, che è controllata in modo da garantire la combustione completa del combustibile ovvero massimizzare l'efficienza dell'impianto. La portata di rifiuto alimentato è aggiustata attraverso un apposito sistema dosatore ad azionamento meccanico o idraulico. Combustione: il forno è solitamente dotato di una o più griglie mobili per permettere il continuo movimento dei rifiuti durante la combustione. Le griglie possono essere orizzontali o inclinate. Nel caso di griglie inclinate, possono essere progettate per muoversi nella direzione del movimento dei rifiuti o in direzione contraria,. a seconda che sia necessario aumentare o diminuire la velocità dei rifiuti. Una corrente d'aria forzata viene insufflata nel forno attraverso le aperture delle griglie (dal basso verso l'alto) in modo da apportare la quantità di ossigeno necessaria alla combustione, mantenendo alta la temperatura (generalmente compresa tra 850-1100 °C.). Per resistere meglio a tali temperature, spesso le griglie presentano un sistema di raffredammento interno ad aria o acqua.. Per mantenere tali temperature, qualora il potere calorifico del combustibile sia troppo basso, talvolta viene immesso del gas metano in una quantità variabile fra i 4 e 19 m³ per tonnellata di rifiuti. Accanto a una camera di combustione primaria viene associata una camera di combustione secondaria (camera di post-combustione), con lo scopo di completare la combustione dei fumi. Produzione del vapore surriscaldato: la forte emissione di calore prodotta dalla combustione vaporizza l'acqua in circolazione nella caldaia posta a valle. Produzione di energia elettrica: il vapore generato mette in movimento una turbina che, accoppiata a un motoriduttore e a un alternatore, trasforma l'energia termica in energia elettrica producendo corrente alternata per espansione del vapore surriscaldato. Estrazione delle ceneri: le componenti dei rifiuti non combustibili vengono raccolte in una vasca piena d'acqua posta a valle dell'ultima griglia.. Le scorie, raffreddate in questo modo, sono quindi estratte e smaltite in discariche speciali. Separando preventivamente gli inerti dalla frazione combustibile si ottiene una riduzione delle scorie. L'acqua di raffreddamento (circa 2,5 m³/t) deve essere depurata prima di essere scaricata all'esterno. Le ceneri sono classificate come rifiuti speciali non pericolosi, mentre le polveri fini (circa il 4% del peso del rifiuto in ingresso) intercettate dai sistemi di filtrazione sono classificate come rifiuti speciali pericolosi. Entrambe sono smaltite in discariche per rifiuti speciali. Vi sono state esperienze di riuso delle ceneri pesanti. Trattamento dei fumi: dopo la combustione i fumi caldi (circa il 140-150% in peso del rifiuto in ingressoL'incremento di massa è dovuto alla combinazione del carbonio dei rifiuti con l'ossigeno dell'aria che avviene durante la combustione.) passano in un sistema multi-stadio di filtraggio per l'abbattimento del contenuto di agenti inquinanti. Dopo il trattamento e il raffreddamento, i fumi vengono rilasciati nell'atmosfera a circa 140 °C.Mario Tozzi, L'Italia a secco: la fine del petrolio e la nuova era dell'energia naturale, Rizzoli, 2006.
La combustione del materiale avviene nella zona al di sopra della griglia. La forma della camera di combustione viene studiata secondo il tipo di materiale che alimenterà l'impianto e il tipo di griglia usato per indirizzare il flusso d'aria principale. I tipi di camera di combustione possono essere:.