Nel precedente articolo, vi ho introdotto le tematiche e le problematiche connesse alla scelta di una tipologia di forno per il trattamento termico dei rifiuti, soffermandomi principalmente sui forni rotativi. In questo nuovo contributo cercherò di fare un pò di luce su un’altra tipologia di impianto: il forno a griglia (teconologia utilizzata all’interno del Termovalorizzatore di Acerra).

Forni a Griglia. Come già anticipato, questi sono maggiormente utlizzati per lo smaltimento dei RSU, hanno una potenzialità che va dalle decine di t/d, fino ad un massimo di 800-1000 t/d. La griglia, sulla qualse si sviluppa la maggiorparte della reazione, può essere fissa o mobile e su di essa si forma uno strato di rifiuto di circa 10 cm. La combustione per essere completa ha bisogno di molta aria, una parte (nella quantità stechiometrica) viene iniettata da fondo della griglia, altra aria viene iniettata dalla parte superiore della griglia ed ha una duplice funzione: assicurare l’eccesso d’aria e regolare la temperatura.

Grilgia a gradini.

Tra le due tipologie (fissa e mobile) i più diffusi sono quelli a griglia mobile, dove la griglia è sottoposta ad un  moto continuo e costante che permette di avere una miscelazione del rifiuto e, quindi, una più completa combustione perché si ha un migliore contatto con l’aria. Inoltre, il movimento è programmato in modo da consentire l’avanzamento del rifiuto verso la parte dello scarico delle ceneri.

Come nei forni rotativi, la configurazione dei flussi può essere di vario tipo: equicorrente, controcorrente e corrente mediana, anche se la configurazione in equicorrente sembra essere quella maggiormente efficiente [Babcok, 1992; Basaldella, 1994].

Funzionamento. Tramite una tramoggia di carico e con l’ausilio di uno spintone, si ha l’invio del rifiuto all’interno del forno e quindi sulla griglia. Appena sulla griglia si ha una prima fase che essicca il rifiuto (sottrazione di tutta l’umidità) ed una seconda fase di combustione. Nella prima fase il rilascio del calore è molto modesto. L’aria di combustione viene insufflata da sotto la griglia con un ventilatore centrifugo, c’è un operatore che tramite delle serrande di regolazione permette la ripartizione dell’aria a seconda delle esigenze; un secondo ventilatore, attraverso una serie di ugelli, provvede ad immettere l’aria secondaria. Un’attenta regolazione dell’aria permette di tenere la temperatura intorno ai 900-1000°C.

Per avere una completa combustione della parte organica del rifiuto si prevede un tempo di residenza di cira 30-60min. Per migliorare ulteriormente la combustione, il forno ha una particolare configurazione che permette di aumentare il tempo di percorrenza dei fumi tramite la formazione di vortici.

Residui. La parte non combusta (scorie ed inerti) viene scaricata in una vasca (di solito colma d’acqua) di raffreddamento e, tramite dei nastri trasportatori, viene inviata allo stoccaggio e poi al conferimento in discarica. La configurazione in equicorrente sembra essere quella maggiormente indicata anche per le scorie visto che queste si mantengono maggiormente in temperatura in modo da ridurre il materiale incombusto a meno dell’1%. Infatti, per i forni in equicorrente si ha una temperatura alla fine della griglia di 1000°C, mentre per quelli in controcorrente (o corrente mediana) tale valore scende a 600°C.

Post-Combustione. La combustione che si ha sulla griglia non è l’unica, infatti si ha un secondo processo di combustione, definito di “post-combustione” che vede come protagonisti i fumi prodotti nel forno. Di norma, per avere una prima fase di depolverazione, si preferisce inserire un deflettore in prossimità dell’ingresso dei fumi. Su questo deflettore andranno ad urtare le particelle pesanti presenti nei fumi che subiranno una brusca riduzione di Energia Cinetica e tenderanno ad accumularsi sul fondo. Di norma, per evitare problemi di “bassa temperatura” la camera di post-combustione è dotata di bruciatori. Un DPR (915/82) fissa alcuni parametri di progettazione, come la temperatura ed il tempo di residenza dei fumi.

Dati relativi alla termovalorizzazione di RSU [Basaldella, 1994] hanno riscontrato che a valle della camera di post-combustione si ha un tenore di CO di 20mg/mc, per gli idrocarburi si hanno 2 mg/mc, per gli NOx 250mg/mc e circa 1ng/mc tra diossine e furani (1ng: 1 nano grammo, 1 miliardesimo di grammo)

Conclusione. La griglia (ne esistono diversi tipi: a rullo, a gradini, ecc.),  per essere efficiente deve:

  1. Assicurare un’elevata efficienza di combustione ed una elevata elasticità di utilizzo;
  2. Non essere soggetta a deformazioni, con manutenzione ridotta ed agevole;
  3. consentire un facile deflusso dell’aria e limitarne le perdite di carico