ITFI20090226A1

ITFI20090226A1 - Impianto e processo per la produzione di energia da biomasse

Info

Publication number: ITFI20090226A1
Application number: IT000226A
Authority: IT
Inventors: Mauro Salvini
Original assignee: Idroelettrica S R L
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-04-23
Also published as: WO2011048475A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto ed un processo per la produzione di energia da biomasse.

In particolare, la presente invenzione è vantaggiosamente rivolta alla produzione di energia da lettiere usate di origine equestre.

E’ noto che nella gestione dei centri ippici lo smaltimento delle lettiere usate costituisce un problema particolarmente sentito e che si manifesta sotto diversi profili.

Infatti, in molte legislazioni le lettiere usate smaltite esternamente al centro ippico sono classificate come rifiuti e non possono essere recuperate neanche come ammendante agricolo. Ne deriva che il centro ippico è obbligato a sostenere ingenti spese per tale smaltimento.

Inoltre, gli elevati volumi da stoccare richiedono l'impegno di spazi che potrebbero essere utilizzati in modo economicamente più vantaggioso ed il centro ippico deve prevedere l'impiego di idonei mezzi e infrastrutture interne per la movimentazione del materiale.

Oltre a ciò sta il fatto che l'accumulo di deiezioni comporta la proliferazione incontrollata di insetti e specie batteriche nocivi per la salute degli animali e dell'uomo, oltre all'emanazione di odori che, in particolari condizioni igrometriche, possono risultare molto sgradevoli.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di eliminare, o quantomeno fortemente ridurre, i predetti inconvenienti.

A questo risultato si è pervenuti, in conformità del presente trovato, adottando l'idea di realizzare un dispositivo e un processo aventi le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni indipendenti. Altre caratteristiche del presente trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Grazie al presente trovato, è possibile ovviare agli inconvenienti sopra menzionati, semplificando la gestione del centro ippico, sia in termini economici che logistici ed igienici. Inoltre, un impianto in conformità della presente invenzione è di fabbricazione relativamente semplice, affidabile ed economico in relazione ai vantaggi offerti.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche del presente trovato saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, forniti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

<−>la fig.1 rappresenta una schematica vista laterale di un impianto in conformità della presente invenzione;

<−>la fig.2 rappresenta una schematica vista in pianta dell'impianto di fig.1;

<−>la fig.3 rappresenta una schematica vista in sezione trasversale dell’impianto di fig. 1 in corrispondenza della vasca di raccolta del materiale da trattare;

<−>la fig.4 rappresenta una schematica vista in sezione trasversale dell’impianto di fig. 1 in corrispondenza del primo elevatore e del trituratore;

<−>la fig.5 rappresenta una schematica vista in sezione trasversale dell’impianto di fig. 1 in corrispondenza dell’essiccatore;

<−>la fig.6 rappresenta una schematica vista in sezione trasversale dell’impianto di fig. 1 in corrispondenza dell’elevatore che provvede all’estrazione del materiale trattato;

<−>la fig.7 rappresenta un particolare relativo al fondo della vasca di raccolta del materiale triturato;

<−>la fig.8. rappresenta un particolare relativo all’essiccatore;

<−>le figg. 9, 10 e 11 rappresentano una vista laterale, una vista in sezione trasversale ed un particolare di un impianto in conformità di una ulteriore forma di realizzazione dell'impianto.

Ridotto alla sua struttura essenziale e con riferimento alle figure da 1 a 8 degli annessi disegni, un impianto in conformità della presente invenzione comprende una vasca (1) con tetto (2) mobile nella quale viene introdotto il materiale da trattare. Il tetto (2) può essere, ad esempio, a scorrimento orizzontale come indicato dalla doppia freccia “S” in fig.1. Il materiale introdotto nella vasca (1) è costituito da lettiere usate di origine equestre. La detta vasca (1) è vantaggiosamente a sezione trapezoidale, con una parete (P1) che forma uno scivolo di guida del materiale verso una sottostante coclea (3) ad asse orizzontale posizionata parallelamente a detta parete (P1) in corrispondenza del lato inferiore di quest’ultima.

Preferibilmente, la detta coclea (3) è del tipo senza anima centrale per favorire la movimentazione del materiale senza impaccamenti.

La tratta terminale della coclea (3) è in una tratta di prolungamento (T1) della vasca (1). In altri termini, la vasca (1) presenta una sezione di uscita nella quale risulta la parte terminale della coclea (3), per cui il materiale immesso nella vasca viene condotto, dalla coclea (3), in detta tratta (T1) della vasca (1) dove è installato un elevatore a denti (4) che solleva il materiale alimentato dalla coclea (3) per trasferirlo alla tramoggia (T5) di un sovrastante trituratore (5).

Il detto elevatore (4) costituisce, in pratica, una parete terminale della vasca (1) attraverso la quale fuoriesce il materiale destinato al trituratore (5).

Il materiale proveniente dalla vasca (1) e movimentato dalla coclea (3) e dall'elevatore (4), viene frantumato nel trituratore (5), in maniera da assumere una pezzatura relativamente omogenea e così favorire una maggiore regolarità della successiva fase di essiccazione.

Ad esempio, il materiale in uscita dal trituratore (5) può essere di pezzatura compresa tra 0.5 cm e 10 cm e, preferibilmente, tra 2.0 e 3.0 cm.

La sezione di uscita del trituratore (5) è intercettata da una lamiera fissa (6) che guida la caduta del materiale triturato in una sottostante vasca di raccolta (7). Quest’ultima presenta un’apertura in corrispondenza del fondo, dove passa una tratta di un secondo elevatore (8) che trasferisce il materiale triturato dalla vasca (7) all’essiccatore descritto nel seguito. In fig.7, dove la freccia “AT” indica il senso di avanzamento dei denti (D8) dell’elevatore (8) e quindi del materiale triturato che viene allontanato dalla vasca (7), è mostrato un particolare costruttivo di quest’ultima: una parte della parete (P7) è incernierata attorno ad un asse orizzontale per favorire lo scompattamento e la rasatura del materiale triturato che viene allontanato dalla stessa vasca (7). In pratica, il materiale movimentato dall’elevatore (8) e che avanza lungo la direzione “AT” viene intercettato da detta parte mobile della parete (P7) la quale, potendo ruotare come indicato dalla freccia “F7”, lavora con il proprio bordo inferiore in modo da rasare il materiale triturato in uscita che, conseguentemente, assume uno spessore più uniforme. Ciò favorisce ulteriormente la successiva essiccazione del materiale in trattamento.

Il materiale prelevato dalla vasca (7) mediante l’elevatore (8) è condotto ad un essiccatore (9). Quest’ultimo, in conformità dell’esempio proposto, comprende un trasportatore a nastri forati sovrapposti (N9) il quale è posizionato tra un sottostante bruciatore (10) ed un sovrastante aspiratore (11). I nastri (N9) sono avvolti su pulegge (P9) che delimitano un percorso la cui lunghezza è sufficiente per consentire la permanenza del materiale all’interno del flusso termico prodotto dal bruciatore (10) per un tempo sufficiente a permettere l’essiccazione del materiale. Inoltre, il detto trasportatore comprende una pluralità di spazzole (S9) che agiscono sui relativi nastri (N9) in maniera da ripulirli.

Ad esempio, la sezione di essiccazione del materiale triturato può essere dimensionata per consentire l’estrazione di 0.05 ÷ 0.10 kg di H2O al minuto per ogni chilogrammo di biomassa trattata.

Inoltre, ad esempio, l’aria calda proveniente dal bruciatore (10) e diretta perpendicolarmente alla direzione di avanzamento del materiale imposta dai nastri (N9) può essere a temperatura compresa tra 25°C e 50°C, preferibilmente 40°C, con velocità compresa tra 0.5 m/sec e 2.0 m/sec, preferibilmente 1.0 m/sec.

Il materiale essiccato fuoriesce dall’essiccatore (9) cadendo sui denti di un terzo elevatore (12) che provvede a trasportare il materiale verso una caldaia a valle (non illustrata nei disegni) dove lo stesso materiale viene bruciato per produrre energia termica.

L’energia così prodotta può essere utilizzata, ad esempio, per le esigenze interne del centro ippico (produzione di acqua calda, riscaldamento di ambienti, produzione di vapore ecc.) e, se in eccedenza rispetto al fabbisogno del centro ippico, può essere ceduta ad utenze esterne.

In ogni caso, si risolve il problema dello smaltimento delle lettiere usate in maniera economicamente, logisticamente ed igienicamente vantaggiosa. Le apparecchiature precedentemente descritte possono essere contenute in un modulo (M) preassemblato del tipo container. Ad esempio, le apparecchiature di trattamento del materiale possono essere contenute in un primo container e la caldaia in un secondo container adiacente al primo. Nell’impianto sopra descritto si attua, pertanto, un processo che prevede le seguenti fasi operative:

- trasporto del materiale da trattare verso un frantumatore nel quale lo stesso materiale viene ridotto in elementi di pezzatura predefinita; - trasporto del materiale frantumato verso un essiccatore nel quale il materiale frantumato viene essiccato fino al raggiungimento di un grado di umidità predefinito;

- trasporto del materiale essiccato verso una caldaia nel quale il materiale essiccato viene bruciato per produrre energia termica.

Lo stesso processo può essere attuato nell'impianto rappresentato in fig.9 e fig.10, in cui, per il trasporto del materiale dalla vasca (1) al frantumatore (5), si utilizza la sola coclea (3) disposta convenientemente inclinata, con un lato (30) che pesca nella parte bassa della vasca (1) ed un lato (31) che scarica il materiale sul frantumatore (5). Quest'ultimo, in conformità dell'esempio mostrato in fig.9 e fig.10 e nel particolare di fig.11, è costituito da un tamburo (100) con superficie provvista di anelli dentati (101) cooperanti con lame oscillanti (102) montate su un ulteriore tamburo (103) che le movimenta facendole ruotare attorno ad un asse parallelo a quello del primo tamburo (100). Il materiale frantumato viene poi condotto all'essiccatore (9) da una coclea (80) anziché dall'elevatore (8) precedentemente descritto. Superiormente al tamburo (100) è montata una saracinesca (104) mediante la quale si può regolare la quantità di materiale trasferito al frantumatore (5).

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente per ciò che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati, senza per questo uscire dall’ambito dell’idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Impianto per la produzione di energia da biomasse, comprendente una caldaia nella quale viene bruciato materiale costituito da lettiere equestri usate, caratterizzato dal fatto che comprende, a monte di detta caldaia, una vasca (1) atta a ricevere il materiale da trattare e nella quale sono disposti ed agenti mezzi (3) per il convogliamento del detto materiale verso una stazione di frantumazione a valle nella quale sono disposti ed agenti mezzi (5) per la riduzione del materiale in elementi di pezzatura predefinita, mezzi (8; 80) per convogliare il materiale frantumato ad una stazione di essiccazione a valle, e mezzi (12) per convogliare il materiale triturato ed essiccato dalla detta stazione di essiccazione alla detta caldaia.
2) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di convogliamento (3) comprendono una coclea senza anima centrale disposta ed agente sul fondo di detta vasca (1).
3) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende ulteriori mezzi (4) per la movimentazione del materiale dalla detta vasca (1) ai detti mezzi di frantumazione (5), con un elevatore (4) disposto ed agente in un vano di prolungamento (T1) di detta vasca (1) ed il quale elevatore (4) trasferisce il materiale alimentato dalla coclea (3) verso e fino ad una tramoggia di carico (T5) dei detti mezzi di frantumazione (5).
4) Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di frantumazione (5) scaricano il materiale frantumato in una sottostante vasca di raccolta (7) cooperante con i detti mezzi (8) di convogliamento del materiale frantumato verso la stazione di essiccazione.
5) Impianto secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che tra una sezione di uscita del materiale frantumato dai detti mezzi di frantumazione (5) e la detta vasca (7) è posizionato un elemento (6) che guida lo scarico del materiale frantumato nella stessa vasca (7).
6) Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che in detta stazione di essiccazione è disposto ed agente un essiccatore (9) comprendente un trasportatore a nastri forati sovrapposti (N9) il quale è posizionato tra un sottostante bruciatore (10) ed un sovrastante aspiratore (11).
7) Impianto secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che il detto trasportatore (9) comprende una pluralità di spazzole (S9) che agiscono sui relativi nastri (N9) in maniera da ripulirli.
8) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di convogliamento del materiale frantumato verso la stazione di essiccazione comprendono una coclea (80).
9) Processo per la produzione di energia da biomasse, comprendente una fase nella quale viene bruciato materiale costituito da lettiere equestri usate, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi operative: - trasporto del materiale da trattare verso un frantumatore nel quale lo stesso materiale viene ridotto in elementi di pezzatura predefinita; - trasporto del materiale frantumato verso un essiccatore nel quale il materiale frantumato viene essiccato fino al raggiungimento di un grado di umidità predefinito; - trasporto del materiale essiccato verso una caldaia nel quale il materiale essiccato viene bruciato per produrre energia termica.