qualità delle biomasse per la combustione
Descrizione delle analisi chimico-fisiche per caratterizzare la qualità delle biomasse destinate alla produzione di energia tramite combustione
Per quanto concerne la valutazione caratterizzazione della qualità delle biomasse vegetali che sono destinate alla combustione è fondamentale valutare tre parametri primari:
- Contenuto in acqua mediante essiccazione delle biomasse raccolte: La biomassa destinata alla stazione di trasformazione deve essere allo stato secco il più possibile poiché l’umidità influenza la catena della trasformazione in due modi: nella conservazione e trasporto: una eccessiva concentrazione di acqua impedisce l’ignizione del materiale. I costi di trasporto aumentano con l’aumentare della concentrazione di acqua poiché una maggiore quantità di materiale deve essere trasportato; combustione: la presenza di acqua diminuisce il potere calorifico del combustibile. Esso aumenta anche il volume del gas di combustione. Questo causa una diminuzione dell’efficienza di combustione. Inoltre l’emissione di componenti (carboidrati, CO) del combustibile non bruciato aumentano all’aumentare della concentrazione di acqua, dovuto alla diminuzione della temperatura di combustione causata dall’effetto di raffreddamento del vapore.
- concentrazione di elementi minerali (es. azoto, cloro, potassio e calcio): La presenza di elementi minerali influenza la combustione in due modi: provocando corrosioni all’impianto operativo e producendo emissioni di NOx, SO2, HCl e diossina che aumentano all’aumentare del contenuto minerale nella biomassa.
- Contenuto in ceneri: Un alto contenuto di ceneri diminuisce il potere calorifico e inoltre porta a perdite di calore. Entrambi implicano una minore efficienza del processo di combustione. Inoltre le ceneri derivate dalle biomasse, diversamente dalle ceneri del carbone, hanno un punto di fusione relativamente basso, con conseguenti problematiche per il sistema di combustione.
- il potere calorifico è definito come il contenuto energetico (in Joules) di 1 kg di sostanza di un materiale nella sua combustione completa con ossigeno in un calorimetro normalizzato e in condizioni rigorosamente specificate. Il valore superiore del potere calorifico descrive il valore misurato dove il vapore condensa. Il valore inferiore descrive il valore energetico che può essere realmente usato per la combustione. Il potere calorifico di tutte le piante lignocellulosiche è simile quando calcolato sulla base della biomassa libera di acqua e di tutte le ceneri. I differenti valori di potere calorifico delle diverse biomasse vegetali risiede nel loro contenuto in acqua e in ceneri.
- Analisi della frazione fibrosa: Il potere calorifico è influenzato anche dal contenuto in ossigeno dei componenti della biomassa. Tra questi, la lignina, che contiene una minore concentrazione di ossigeno rispetto alla cellulosa ed emicellulosa, ha valori di potere calorifico più elevati rispetto agli altri due componenti. Ne consegue che maggiore è il contenuto di lignina e migliore è il potere calorifico della biomassa.
