La combustione del pellet di vite: aspetti generali e punti di criticità - VITIS ENERGETICA - Convegno finale
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La combustione del pellet di vite:
aspetti generali e punti di criticità
VITIS ENERGETICA – Convegno finale
Walter Haslinger
Austrian Bioenergy Centre GmbH
Gorizia, 2 Marzo 07Contenuto
• Introduzione di Austrian Bioenergy
• Stato dell’arte nella combustione del legno nelle
caldaie < 400 kWth
• Confronto delle caratteristiche dei vari tipi di
biomassa
• Esperimenti fatti
– Le caldaie
– Le Procedure
– I Risultati
• Conclusioni e suggerimenti
2Il Centro
Fondato: Febbraio 2003
Inizio periodo di fondi: Ottobre 2002
Inizio operativo: Maggio 2003
Kplus-budget 1a Phase*: 12,3 Mio. €
Kplus-budget 2a Phase**: 11,1 Mio. €
Locazioni: Graz/Wieselburg
Wieselburg parte del budget: 1/3
Impiegati: 55 (31 a Wieselburg)
* 01.10.2003-30.09.2006; ** 01.10.2006-30.09.2009
L’ obiettivo
Ricerca e sviluppo pre-competitivo nel campo di
energia da biomassa
3Organizzazione
Struttura di rete interna (Kplus)
Combustion and Gasification and
energy utilisation gas utilisation
Samll-scale systems Gas production
Medium and large- Gas cleaning
scale systems Data, analyses and Gas utilisation
measurement techniques
MANAGEMENT
Modelling and
simulation
4Organizzazione
30th of Nov. 2006
Gruppo Wieselburg (28) … mancano 3 impiegati esterni
S. Aigenbauer M. Bierbaumer L. Carvalho M. Dallos G. Eder F. Figl G. Friedl S. Griesmayr J. Haberfellner
W. Haslinger M. Heckmann A. Höfler C. Holzleitner R. Kitzberger M. Luisser C. Majneri J. Mitterlehner W. Moser
B. Musil C. Pointner E. Rotheneder M. Schwarz C. Strasser B. Voglauer N. Weiss E. Wopienka M. Wörgetter
5Kplus programma di ricerca
della sub-area I-1 (sistemi di combustione su
piccola scala)
• Sviluppo ed ottimizzazione dei sistemi di
combustione su piccola scala
• Sviluppo ed ottimizzazione dei sistemi CHP di
biomassa su piccola scala e su microscala
• Sviluppo e standardizzazione dei bio-
combustibili solidi e dei sistemi logistici
Secondo la nostra definizione:
sistemi di combustione su piccola scala < 500 kWt
6non-Kplus-attività
della sub-area I-1 (sistemi di combustione su
piccola scala)
• Ricerca del contratto (soprattutto nei settori
del programma di ricerca Kplus + bio
combustibili liquidi + altro)
• Servizi
- Consulenza
- Supporto metodologico
- Formazione e seminari
- Monitoring / supervisione di tecnologie
- Studi
- Analisi
7Partner
Finanziamento pubblico (Kplus) Repubblica Austriaca
Austria Bassa
35%
4% 6,6%
Stiria
4,4%
città di Graz
partner
5% scientifici
5%
8Partner (incompleto) Industria (1) 9
Partner (incompleto)
Industria (2)
10Partner Partner scientifici 11
Stato dell’arte delle caldaie:
Efficienza
Tutti i tipi di caldaie:
pellet, cippato, legna da ardere
12Stato dell’arte delle caldaie:
Emissioni di CO
Tutti i tipi di caldaie:
pellet, cippato, legna da ardere
13Stato dell’arte delle caldaie:
Emissioni di CO
Solo pellet
14Stato dell’arte delle caldaie:
Emissioni di polveri
Solo pellet
15Caratteristiche di vari
tipi di biomasse
Potenza
Contenuto Contenuto
calorifica Azoto Cloro Zolfo
d’idrico di ceneri
inferiore
Simbolo LHV, ss w a, ss N Cl S
Unità MJ/kg % % ss % ss % ss % ss
ÖNORM M 7135 ≥ 18.0 ≤ 10 ≤ 0.50 ≤ 0.3 ≤ 0.02 ≤ 0.04
Pellet di legno 19.0 8.0 0.3 0.1 0.003 0.004
Pellet di vite 19.6 8.4 2.8 0.39 0.02 0.02
P.d. miscanthus 18.0 9.0 2.7 0.23 0.06 0.04
P.d. paglia ~ 17.0 ~ 8.0 >5 0.6 0.2 > 0.1
16Esperimenti di
combustione
• Obiettivo: Valutazione del utilizzo di pellet di
vite in moderne caldaie di pellet
• Esperimenti
– 2 caldaie
– Tempo di operazione: 24 a 72 ore
– Analisi di
• Potenza termica
• Emissioni gassose (CO, CO2, O2, NO, NO2, SO2)
• Emissioni di polveri
– Comportamento della caldaia
17Le 2 caldaie: Caratteristiche • Griglia fissa • Griglia mobile orizzontale • Direzione del trasporto dei • Direzione del trasporto dei pellet e ceneri: Verticale pellet e ceneri: Orizzontale • Camera di combustione • Camera di combustione con (cilindro) fatto di metallo rivestimento refrattario • Potenza nominale: 25 kW • Potenza nominale: 15 kW • Regolazione della combustione: • Regolazione della combustione: Sonda temperatura Sonda Lambda • Nessun parametro cambiato / • Vari parametri cambiati / ottimizzato ottimizzati • Commento: Un’ottima caldaia, • Commento: Un’ottima caldaia, ma molto sensibile alla qualità molto adattabile ai vari tipi di dei pellet. biomassa. 18
Risultati della caldaia
con griglia fissa 1/2
• Operazione continuata
– Possibile solo per il 50% della potenza nominale
– Impossibile per il 100% e per il 75% della potenza
nominale
• La camera di combustione primaria (il
cilindro metallico) si riempie con ceneri / scorie
formate
Operazione continua impossibile senza modificazioni
della griglia
Valori alti per tutte le specie d’emissioni (non
rappresentativi!)
19Risultati della caldaia
con griglia fissa 2/2
Potenza nominale 75% di potenza nominale
20Risultati della caldaia
con griglia mobile 1/3
• Operazione continuata possibile
– Per il 100% della potenza nominale (modo piu critico!)
– Ottimizzare gli intervalli di pulizia dello scambiatore di
calore!
– Griglia mobile con parametri da ottimizzare
(frequenza dei movimenti,…)
• Valori bassi per tutti i tipi di emissione
– Concetto del controllo di combustione (sonda
Lambda)
– Parametri da ottimizzare (relazione aria
primaria/secondaria, …)
• Combustione (quasi) completa delle ceneri
– Ceneri calcolate ~ ceneri determinate
21outgoing temperature return temperature flue gas temperature
°C 125
100
75 Temperature
50
25
0
O2 CO2
% 20
15
10
5
0
CO NO SO2
ppm 500 300 ppm Emissioni
400
200
300
200
100
100
0 0
heat output
kW 20
15
10 Potenza
5
0
22 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h
7.12.2006Risultati della caldaia
con griglia mobile 2/3
CO NOX TOC TSP
[mg/MJ] [mg/MJ] [mg/MJ] [mg/MJ]
Norma Austriaca per la
certificazione delle caldaie (Art. 15a 500 150 40 60
Austrian Federal Constitutional Act)
Analisi degli esperimenti di
40 130 n.a. 20
combustione di pellet di vite
23Risultati della caldaia con griglia mobile 3/3 24
Conclusioni e
suggerimenti 1/4
• Pellet di vite un combustibile per le caldaia di
piccola scala?
PCI
? Qualità fisica dei pellet
~ Resistenza termica delle ceneri
Qualità chimica dei pellet
• La qualità del combustibile è migliore della
maggioranza delle biomasse alternative.
25Conclusioni e
suggerimenti 2/4
• Per la caldaia con griglia fissa
1. Non utilizzare il pellet di vite
2. Ottimizzare la griglia per rimuovere le
ceneri dalla camera di combustione
Sistema della griglia
Geometria della griglia
Intervalli per rimuovere le ceneri
…
3. Sistemare i parametri di controllo di
combustione e di potenza
26Conclusioni e
suggerimenti 3/4
• Per la caldaia con griglia mobile
1. Il concetto della griglia apre la strada a
combustibili difficili (piu difficili del pellet di
vite)
2. Il concetto del controllo della combustione
è molto flessibile / adattabile
3. Mancano solo i test di lungo periodo per
mostrare la fattibilità di un sistema pellet di
vite / caldaia con griglia mobile
Il sistema pellet di vite / caldaia con griglia
mobile può entrare nel mercato fra poco.
27Conclusioni e
suggerimenti 4/4
• Per l’uso dei pellet di vite nelle caldaie
1. Impossibile senza la valutazione di fattibilità
2. Solo nelle caldaie giuste (modificate)
Concetto giusto di management per le ceneri
Concetto giusto per il controllo della combustione
(parametri variabili)
I pellet di vite sono sicuramente un
biocombustibile interessante a livello
regionale.
Le appropriate tecnologie di combustione
esistono.
28Prossimi passi suggeriti
• Analizzare le ceneri (possibile riciclaggio di nutrienti nei
vigneti)
• Monitorare la qualità della materia prima (la vite!)
• Assicurare una qualità costante dei pellet di vite
• Monitorare l’operazione di una (meglio due o tre)
caldaia/e giusta/e per un minimo di tre anni
– Emissioni
– Efficienza totale
– Corrosione?
• Per operare con successo è necessaria la cooperazione
fra tutti attori (agricoltura, fabbricanti, ricerca)
Vitis Energetica è un esempio ottimo di come creare
nuovi prodotti e preparare nuovi mercati!
29MILLE GRAZIE!
Domande?
Per altre informazioni:
DI Dr. Walter Haslinger
Area Manager
Austrian Bioenergy Centre GmbH
Tel: +43 7416 52238 10
Fax: +43 7416 52238 99
E-mail: walter.haslinger@abc-energy.atPuoi anche leggere
