Gassificazione e pirolisi

La combustione mediante incenerimento può essere una delle soluzioni per recuperare il contenuto energetico dei rifiuti, ma presuppone una serie di difficoltà, tra cui l’emissione di effluenti  gassosi che necessitano un oneroso trattamento di depurazione e che inducono ricercatori e ingegneri a vagliare più soluzioni impiantistiche. Tra queste, la gassificazione e la pirolisi sono in fase di sperimentazione come potenziale alternativa ai termovalorizzatori.  Anche se nel campo dei rifiuti vengono considerate tecnologie innovative, la gassificazione e la pirolisi hanno una storia più lontana, che parte addirittura dal XIX secolo. I primi esempi applicativi prevedevano l’uso di carbone, mentre i rifiuti sono stati impiegati a partire degli anni ’90. Come si differenziano queste tecnologie dalla termovalorizzazione? Durante la combustione, gli elementi combustibili presenti nel rifiuto vengono ossidati in presenza di ossigeno in eccesso, producendo un rilascio di calore e prodotti di scarto, come i fumi di combustione e un residuo solido inerte. Diversamente, durante la gassificazione avviene la conversione di un materiale solido o liquido in un gas combustibile (syngas), mediante una ossidazione parziale in cui l’aria viene utilizzata in quantità minori rispetto a quello che sarebbe necessario per il completamento della reazione e si ottiene un gas arricchito di ossido di carbonio (CO) e idrogeno. Infine, al contrario di quanto avviene nella combustione, la pirolisi è condotta in assenza di ossigeno e permette di ottenere tre prodotti in fasi diverse, tutti combustibili: il syngas, il tar (sostanza condensabile presente nel syngas che si presenta come un prodotto liquido), il char (residuo carbonioso). Ma quali sono gli usi? Il syngas trova impiego come combustibile o come materia prima per l’industria chimica, il tar ha svariati utilizzi, tra cui la co-combustione insieme al carbone per produzione di energia elettrica, fertilizzanti, combustibili per centrali termoelettriche, ecc; infine il char può essere trattato con acido cloridrico per la produzione di carbone o con anidride carbonica per la produzione di carbone attivo, un materiale usato nella depurazione delle acque. Da 1 kg di RSU si ottengono mediante pirolisi da 0,15 a 0,3 kg di syngas, da 0,5 a 0,6 kg di tar e da 0,2 a 0,3 kg di char; la gassificazione prevede invece una maggiore produzione di gas rispetto alle altre due componenti.

Fonte e approfondimenti: ENEA, 2008. ENEA e le tecnologie per la gestione sostenibile dei rifiuti, atti del workshop del 18 giugno 2008, Roma.

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