La combustione: metodi a confronto

I principali metodi di combustione dei rifiuti solidi sono:

Il forno a griglia

I rifiuti solidi urbani, nella maggioranza dei casi, vengono bruciati in forni a griglia mobile. Le griglie, grazie al movimento dei barrotti, fanno avanzare e rivoltare i rifiuti esponendoli all'aria di combustione insufflata dal basso.

Le caratteristiche principali della diffusione di questa tecnologia e della sua efficacia sono:

• i lunghi periodi di funzionamento continuo che garantiscono completa affidabilità;
• la tecnica del raffreddamento ad acqua della griglia in cui i barrotti sono percorsi al loro interno da acqua di raffreddamento.

Questa innovazione permette l'impiego del forno a griglia anche per la combustione di rifiuti con elevati poteri calorifici, consentendo di evitare le conseguenze dell'elevato calore di combustione, come il surriscaldamento della griglia stessa, la fusione delle scorie e l'attacco della scoria fusa ai barrotti.
Il termovalorizzatore di Trezzo sull’Adda è il primo impianto con griglia raffreddata ad acqua realizzato in Italia.

Il forno rotante

Il forno rotante è in grado di smaltire rifiuti di varia natura, inclusi quelli liquidi, i fanghi, i rifiuti ospedalieri ed i fusti metallici. Questa versatilità lo rende il combustore più utilizzato nelle piattaforme di smaltimento di rifiuti industriali.

Rispetto ai forni a griglia, richiede un maggior impiego d'aria per assicurare accettabili efficienze di combustione.
Ciò porta però inevitabilmente ad un abbassamento della temperatura e ad un incremento della quantità di fumi prodotti.

Se a questo si aggiungono le sue rilevanti dispersioni termiche, dovute principalmente alla superficie metallica esterna del cilindro, si conclude che il suo utilizzo dovrebbe essere limitato al caso di rifiuti che, per le loro caratteristiche (consistenza, potere calorifico, ecc.) non siano smaltibili in combustori più efficienti (forno a griglia, letto fluido, forno in sospensione).

La caldaia in sospensione

Con questa tecnologia i rifiuti bruciano in gran parte ad una certa altezza sopra una griglia a tappeto, analoga a quella utilizzata per il carbone.

Caratterizzano questa tecnologia:

• il sistema di alimentazione, in grado di dosare il rifiuto in base alla richiesta di calore della caldaia, mantenendo costante la densità del materiale alimentato;
• la mancanza di rivestimenti refrattari in camera di combustione (che nei forni a griglia proteggono i tubi di caldaia dalla corrosione e limitano lo scambio termico con l'acqua), con l'adozione delle leghe al nichel per i tubi di caldaia che possono così scambiare con l'acqua una maggiore quantità di calore, abbassando la temperatura dei gas di combustione e riducendo l’usura delle pareti;
• le ridotte dimensioni della griglia, dovute al fatto che parte del materiale brucia ad una certa distanza dalla griglia stessa.

Il combustore a letto fluido

Il metodo è ampiamente utilizzato nella combustione di carbone e di combustibili poveri, quali torba, lignite, scarti di legno e biomasse in genere per i vantaggi che dà rispetto ai forni a griglia e a quello rotante, tra i quali si possono citare:

• una più elevata efficienza di combustione dovuta alla maggiore miscelazione dell'aria di combustione con il materiale combustibile;
• una più uniforme distribuzione della temperatura e dell'ossigeno, data la grande turbolenza dei fumi;
• un funzionamento con minor impiego d'aria che porta ad un sviluppo ridotto di fumi di combustione;
• una minor produzione di ossidi di azoto dovuta alla più bassa temperatura d'esercizio;
• una maggiore capacità di assorbire le fluttuazioni del potere calorifico del materiale combustibile, data la notevole inerzia termica del letto, costituito da una sospensione di materiale inerte nel gas di combustione.

Tabella comparativa