Impianti Trattamento Rifiuti

Figura 1   Plastico del sistema di trattamento dei rifiuti MRF (Material Recycling Facility) fornito dalla CREA

La società CREA è in grado di progettare, realizzare e fornire, “chiavi in mano”, sistemi automatizzati MRF particolarmente evoluti (Figura 1).

Con l’acronimo MRF (Material Recycling Facility) viene indicato il sistema di trattamento dei rifiuti che separa materiali riciclabili dalla frazione secca indifferenziata. Riduce in maniera significativa il materiale destinato alle discariche e produce “prodotti” di alto valore commerciale che possono essere destinati al mercato delle m.p.s. (materie prime secondarie). Il sistema MRF è dotato di sistemi meccanici di pretrattamento e pulizia del materiale in alimentazione, consente di selezionare tutti i materiali riciclabili quali: vetro, carta, plastica, metalli ferrosi, alluminio e legno.

I principali trattamenti meccanici che sono applicati in questo tipo di impianti sono:

1. Vagliatura (Figura 2);
2. Triturazione;
3. Separatori magnetici per i metalli ferrosi;
4. E.C.S. – Eddy Current Screener – Separatori a correnti indotte per i metalli non ferrosi;
5. Separatori balistici;
6. Separatori ottici per le plastiche.
7. Separatori 3D per le plastiche

Grazie alla propria adattabilità, la gestione del sistema da parte di un D.C.S. (Distributed Control Systems) di ultima generazione rende l’M.R.F. inseribile in processi industriali molto più complessi.

Le polveri generate da tutte le fasi lavorazione vengono captate da idonei sistemi di aspirazione che consentono il ricambio dell’aria nelle aree operative rispettando la salubrità dei luoghi di lavoro con un abbattimento significativo delle polveri in atmosfera.

Figura 2   Particolare del Selezionatore 3D del Sistema di trattamento dei rifiuti MRF fornito dalla CREA

Il P.W.S. (“Plastic Washing System”) progettato e proposto dalla società CREA è stato creato per rispondere alle richieste del mercato per il recupero della plastica e alle esigenze di chi opera all’interno di esso in modo ecologicamente corretto ed efficiente.

Per illustrare il processo di produzione in fabbrica dell’impianto di lavaggio a circuito chiuso proposto dalla CREA, nella Figura 1 è mostrata la costruzione delle vasche di lavaggio mentre nella Figura 2 è mostrato l’assemblaggio del caricatore della plastica nel “washer”.

Figura 1   Fase costruttiva in fabbrica delle vasche di lavaggio del “Plastic Washing System” P.W.S.

Figura 2   Fase di costruzione in fabbrica del “Plastic Washing System” P.W.S. con particolare del caricatore della plastica

Il sistema P.W.S. è in grado di trattare qualsiasi tipo di plastica (termoplastiche – termoindurenti – elastomeri). La finalità della macchina è quella di togliere le “impurità” residue (polveri, frazione cellulosica) e di rendere, alla fine del processo, un prodotto a scaglie (15 mm circa), pronto per altre finalità di recupero del materiale.

Sinteticamente il processo si compone delle seguenti fasi:

1. Triturazione
2. Lavaggio
3. Asciugatura

Nella Figura 3 è mostrato il sistema P.W.S. finito. Il materiale plastico ottenuto è mostrato, infine, nella Figura 4.

Figura 3   Sistema di lavaggio e di asciugatura della plastica P.W.S. (Plastic Washing System).

Figura 4 Dettaglio della plastica risultante dai processi di triturazione e di lavaggio effettuati dal P.W.S.

Il fluff è la parte volatile che si ottiene dalla frantumazione dei veicoli, composta principalmente da pezzi di plastica e di tappezzeria e che risulta, ad oggi, destinata quasi totalmente alla discarica.

Ogni anno nella Comunità Europea vengono prodotti tra i nove e i dieci milioni di tonnellate di rifiuti a seguito della dismissione di veicoli a motore. Tale cifra è destinata ad aumentare concordemente all’espansione del mercato automobilistico. Il rifiuto derivante dalla frantumazione dei veicoli è identificato nel Registro dei Codici Rifiuti Europeo con:

• E.R. 19.10.03* (*Pericoloso) fluff – frazione leggera e polveri, contenenti sostanze pericolose
• E.R. 19.10.04 fluff – frazione leggera e polveri, diversi da quelli di cui alla voce 191003

Una rappresentazione schematica della linea di lavorazione sul “car-fluff” che la società CREA ha progettato è mostrata nella Figura 1.

Figura 1   Rappresentazione schematica della linea di lavorazione sul “car-fluff” che la società CREA ha progettato

Nel suo complesso la macchina si sviluppa con i seguenti passaggi:

1. Selezionatore a tamburo;
2. Deferrizzante su magnete permanente (Figura 2);
3. Vagliatore ad aria;
4. Convogliatore per il materiale leggero;
5. Convogliatore per materiale pesante;
6. Vagliatore a tamburo (Figura 3);
7. 3 Separatori a correnti indotte (correnti parassite dette di Foucault) che sfruttano potenti rulli magnetici ad alta intensità e frequenza per liberare materiali già deferrizzati da altri metalli inquinanti, elettroconduttori ma non ferromagnetici (rame, ottone, alluminio, bronzo, piombo…) – E.C.S. Eddy Current Screener (Figura 4);
8. Vagliatore per acciaio inossidabile;
9. Sistema di depolverizzazione. Tutta la linea di lavorazione è contenuta all’interno di una carenatura e l’aria circolante all’interno opera in flusso forzato. L’aria viene così convogliata a dei filtri a tasca per la “depurazione” dalle polveri prima di essere rilasciata nell’ambiente.

Il tutto nel pieno rispetto delle normative vigenti in termini di trattamento di rifiuti speciali pericolosi e non pericolosi.

Figura 2   Particolare della linea C.F.L. –Nastro magnetico deferrizzante

Figura 3   Particolare della linea C.F.L. –Selezionatore a tamburo

Figura 4   Particolare della linea C.F.L. – ECS Eddy Current Screener

Figura 1   Impianto di pirolisi progettato da CREA

La pirolisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica. Si ottiene applicando calore, sprigionato da bruciatori, al reattore. La temperatura di lavoro è variabile tra 400 °C e 800 °C, a seconda del tipo di materiale da scindere.

I prodotti della pirolisi sono costituiti, oltre che da un residuo solido (impurezze e inerti), da una miscela di idrocarburi in fase gassosa, la maggior parte dei quali facilmente condensabili a pressione atmosferica per semplice raffreddamento.

Esistono diverse modalità di esecuzione del processo pirolitico, dipendendo da queste la produzione di syn-oil, syn-gas e residuo carbonioso “char”:

• la pirolisi lenta o convenzionale, che avviene a temperature moderate circa 500 °C, con lunghi tempi di reazione e da cui si ottengono, approssimativamente, le tre frazioni solida, liquida e gassosa in uguali proporzioni;
• la carbonizzazione, il più antico e conosciuto processo di pirolisi, che avviene a temperature comprese tra i 300 e 500 °C e da cui si recupera praticamente solo la frazione solida (carbone vegetale), per cui si procede in modo da minimizzare le altre frazioni;
• la fast pirolisi, a temperature medio basse (da 500 a 650 °C), in cui le reazioni della gassificazione avvengono velocemente e con tempi di contatto brevi in modo da ridurre il riformarsi di composti intermedi, favorendo la produzione della frazione liquida fino al 70-80% in peso della biomassa in entrata;
• la flash pirolisi, realizzata in modo da mantenere gli stessi tempi di contatto della “fast pirolisi”, ma a temperature superiori a 650 °C e con tempi di contatto inferiori ad un secondo, in modo da favorire la produzione della frazione gassosa.

La reazione di pirolisi è caratterizzata da reazioni chimiche molto complesse che possono essere riassunte in tre fasi principali:

• 25-150 °C: essiccamento della materia;
• 150-250 °C: liberazione dell’acqua di idratazione chimica e rottura dei legami chimici più deboli;
• oltre i 250°C: decomposizione termica per disidratazione, depolimerizzazione, deidrogenazione e cracking termico.

All’interno della camera anossica, privata di agenti ossidanti (ossigeno in particolare), avviene la termo-scissione dei legami chimici originari, ossia un processo di omolisi termicamente indotta.

La CREA, al fine di ottimizzare il processo, ha progettato impianti pirolitici dedicati a materiale plastico (con polimeri formati, perciò, esclusivamente da carbonio e idrogeno), realizzando rese in termini di syn-gas e syn-oil, con materiali particolarmente puri in ingresso, pari a 90-95%.

Una particolare attenzione è stata riservata all’olio di sintesi prodotto dalla macchina che, a fronte di una adeguata raffinazione, possiede un’elevata densità energetica utilizzata in “co-firing”.

L’impianto proposto da CREA è il risultato di un lungo lavoro di conoscenza e di miglioramento del processo di pirolisi (Figura 1). Si tratta di un impianto che permette di ottenere una quantità̀ importante di idrocarburi grazie ad un elevato rendimento di trasformazione in potenza elettrica. Una rappresentazione schematica dell’impianto è riportata in Figura 2. Nella Figura 3 è mostrata, invece, un’altra installazione effettivamente realizzata di un impianto di pirolisi progettato da CREA.

I principali benefici derivanti dall’utilizzo dell’impianto di pirolisi sviluppato da CREA sono, in definitiva:

• non si hanno emissioni in atmosfera nelle varie fasi del processo pirolitico;
• i residui del processo di pirolisi sono composti unicamente da char, assolutamente sicuro sotto l’aspetto inquinante, ed eventuali residui ferrosi che, grazie al trattamento eseguito in assenza di ossigeno, non presentano segni di ossidazione e sono, pertanto, facilmente recuperabili;

l’impianto pirolitico può̀ essere alimentato con materiali differenti senza dover ricorrere a modifiche sostanziali, ma solo reimpostando alcuni parametri di controllo, per altro già̀ presenti nel software del PLC.

Figura 2   Rappresentazione schematica tipica dell’impianto di pirolisi proposto da CREA

Figura 3 Particolare di un impianto di pirolisi progettato da CREA

Figura 1   Sistema di riciclaggio per imballaggi contaminati progettato da CREA

Sempre più c’è l’esigenza di recuperare risorse dal trattamento dei rifiuti di imballaggio, evitando che gli stessi finiscano in impianti di discarica. Per questo motivo CREA ha progettato un sistema dedicato al recupero dei materiali ricavati dagli imballaggi contaminati, pericolosi e non pericolosi, nel pieno rispetto delle normative vigenti. In particolare, CREA ha realizzato una nuova linea di macchine, usando la tecnologia degli ultrasuoni, che riesce a decontaminare gli imballaggi contaminati sia di plastica che di ferro. Il processo prevede:

• Trituratore (Figura 2)
• I° Lavaggio in soluzione con NaOH e ultrasuoni (Figura 3)
• II° Lavaggio in acqua
• Compattatore volumetrico per la linea “ferro” o big-bag per la linea plastica.

L’intero processo è gestito da un PLC dedicato e monitorato attraverso la presenza di nr.8 telecamere (Figura 4). Le acque vengono costantemente depurate e rimesse nel circuito chiuso di sistema per il loro riutilizzo.

Figura 2   Trituratore del sistema di riciclaggio per imballaggi contaminati

Figura 3   Lavaggio in soluzione con NaOH e ultrasuoni

Figura 4   PLC dedicato e monitorato attraverso la presenza di nr.8 telecamere