Informe de las pruebas realizadas en noviembre de 2011 en el gasificador piloto del CSM de Roma - IT para determinar la autosuficiencia del proceso de secado / pirólisis y gasificación de lodos.
Los lodos de aguas residuales, residenciales o industriales cualquiera que sea su origen, generalmente se consideran residuos y se eliminan en vertedero. Las mayores cantidades producidas como consecuencia del creciente número de depuradoras de aguas residuales, civiles y/o industriales, y las normativas más restrictivas en materia de eliminación, obligan a considerar con mayor cuidado métodos alternativos al mero vertedero.
Además, estos materiales, una vez secados para reducir sus volúmenes y costes de transporte, adquieren un poder calorífico tal que los hace incompatibles con los criterios de admisibilidad en los vertederos. Por ejemplo, en Italia el límite PCI > 13 MJ/kilogramos fue introducido por el Decreto Legislativo 36/2003. Los lodos, desde el residuo al vertedero, se convierten en algo en lo que hay que aprovechar el calor residual, conservándolos para un paso más en el ciclo productivo y velando por el respeto al medio ambiente. Finalmente, los volúmenes, tras el rendimiento energético, se reducen en más de un 80%.
Durante esta experimentación realizada en el piloto en 2011, se ha verificado la eficiencia del gasificador cuantificando la tendencia esperada a la autosuficiencia (alcanzada tras 8 horas de funcionamiento del sistema de carga) y comprobando que la composición del gas de síntesis producido por las dos zonas (secado / pirólisis y gasificación) resulta adecuado para caracterizar el portador de energía del proceso.
Las pruebas se realizaron con un caudal horario de 50 kilogramos/h, proporcionando 8 horas de funcionamiento a temperatura de procesamiento (350°C para el secado, 800°C para la gasificación y 850°C para la postcombustión). Las 4 horas inicialmente presupuestadas NO permitieron alcanzar las condiciones de autosustento dado que, uno de los parámetros del proceso que se pueden obtener con pruebas prolongadas es el relacionado con las dispersiones térmicas, dispersiones que normalmente son específicas de una planta que pasa a las condiciones de régimen térmico. Dichas dispersiones hacia el medio ambiente tienden a disminuir hasta alcanzar un valor constante, a medida que aumenta el tiempo de funcionamiento.
Así, para garantizar una operación el mayor tiempo posible, las pruebas de gasificación de lodos se organizaron en 3 turnos. Tras la primera fase de calentamiento, el sistema se ha cargado al máximo: 390 kilogramos. Conjuntamente con la primera parte del proceso, se han observado algunas oscilaciones en la medición del flujo de aire, probablemente debido a una absorción de aire comprimido por parte de la red CSM. Esta fase de oscilación se ha estabilizado de forma autónoma tras aproximadamente una hora de funcionamiento, durante la cual se ha constatado la disminución del caudal de metano debido a la producción y combustión del gas de síntesis procedente del proceso de pirólisis en la primera parte del reactor de gasificación. En la imagen lateral se ve la sustitución parcial del gas natural por el gas de síntesis producido manteniendo constante la temperatura en el postquemador.
Añadido el segundo barril de material, la tendencia a la autosuficiencia se ha hecho tan evidente que la temperatura de la cámara de combustión tendía a aumentar incluso con valores muy bajos de caudal de metano al quemador (9 Nm3/h). La carga duró un total de aproximadamente 7 horas y 30 minutos (de 12:30 a 19:00); Se encontró que el material cargado total era de 387 kilogramos. En tales condiciones de funcionamiento, para mantener las temperaturas del post-combustor en los límites programados, se ha requerido un caudal de aire de refrigeración superior al caudal máximo permitido (450 Nm3/h). Por lo que se decidió apagar el quemador y ejecutar el control del proceso manualmente.
Pasadas las 23:00 horas, ante la necesidad de iniciar el proceso de apagado y en la necesidad de seguir dicho proceso según el procedimiento programado, se encendió nuevamente el quemador llevándolo al mínimo caudal posible (aproximadamente 6 Nm3 / h).
En estas condiciones, la temperatura en el post-combustor vuelve a aumentar durante aproximadamente 2 horas, hasta alcanzar una temperatura tal (> 950 ° C) que decide la parada del reactor (01:15 a.m.). La duración total de la carga de la mezcla TAS + BIO, fue entonces de aproximadamente 6 horas y 10 minutos (de 19:05 a 01:15); Se encontró que el material cargado total era de 376 kilogramos. Estos ensayos de gasificación descritos anteriormente han permitido, entre otras cosas, verificar la idoneidad del gas de síntesis generado para auto sustentar el proceso de todo el tratamiento de lodos (secado/pirolisis/gasificación), dentro de los límites definidos por la experimentación realizada.
El gas de síntesis para las medidas adoptadas mostró un contenido de polvo significativamente menor que el registrado para tecnologías similares (normalmente igual a 50 mg/Nm3), habiéndose encontrado en el sistema ciclónico de recolección de polvo menos de 1000 mg durante la experimentación a largo plazo ( 0,1 mg/Nm3).
