Progetto defintivo · 2019-07-18 · Progetto definitivo BUZ_PRG_01_PRG_00 Rev. 0 - Maggio 2014...

Progetto defintivo

Progetto definitivo

BUZ_PRG_01_PRG_00 Rev. 0 - Maggio 2014 Pagina 2 di 45

INDICE

1. PREMESSA .................................................................................................................. 42. INFORMAZIONI GENERALI ........................................................................................ 63. DESCRIZIONE DEL PROGETTO.................................................................................. 9

3.1 IL PROCESSO PRODUTTIVO: STATO ATTUALE...............................................................................93.1.1 Produzione annua..........................................................................................................................93.1.2 Ciclo produttivo..............................................................................................................................93.1.2.1 Estrazione materie prime...................................................................................................103.1.2.2 Frantumazione....................................................................................................................103.1.2.3 Deposito materie prime - Preomogeneizzazione........................................................... 113.1.2.4 Macinazione materie prime.............................................................................................. 113.1.2.5 Deposito e omogeneizzazione della farina ....................................................................123.1.2.6 Forno di cottura clinker......................................................................................................123.1.2.7 Deposito clinker ..................................................................................................................153.1.2.8 Ricevimento e deposito correttivi ....................................................................................153.1.2.9 Macinazione cemento......................................................................................................153.1.2.10 Deposito cemento .............................................................................................................163.1.2.11 Insacco e spedizione .........................................................................................................16

3.1.3 Combustibili .................................................................................................................................. 173.1.3.1 Impianto di ricevimento e macinazione del carbone in pezzatura............................ 173.1.3.2 Impianto olio combustibile denso....................................................................................183.1.3.3 Combustibile ad Alta Viscosità (CAV).............................................................................183.1.3.4 Impianto olio diatermico...................................................................................................193.1.3.5 Impianto metano ...............................................................................................................193.1.3.6 Impianto farine animali......................................................................................................19

3.1.4 Materie prime............................................................................................................................... 203.1.5 Sistema di controllo..................................................................................................................... 23

3.2 CO-COMBUSTIONE DEL “CARBONEXT®” NEL FORNO DI COTTURA CLINKER .........................263.2.1 Norma tecnica europea per i “Combustibili Solidi Secondari (CSS)” .......................... 263.2.2 Caratterizzazione del “CarboNeXT®” utilizzato a VERNASCA ....................................... 303.2.3 Produzione del “CarboNeXT®” .................................................................................................. 323.2.3.1 Condizioni di esercizio del recupero energetico del “CarboNeXT®” ........................... 35

3.2.4 Sistema di controllo in continuo delle emissioni (SME) ......................................................... 393.2.5 Impianti e sistemi di ricevimento, stoccaggio ed alimentazione del “CarboNeXT®” ... 403.2.6 By-pass del cloro.......................................................................................................................... 45

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ALLEGATI

Allegato 1 Assieme Impianto ricevimento, trasporto e dosaggio al precalcinatore eal forno - Tavola 1

Allegato 2 Assieme Impianto ricevimento, trasporto e dosaggio al precalcinatore eal forno - Tavola 2

Allegato 3 Assieme di montaggio Impianto ricevimento, trasporto e dosaggio alprecalcinatore e al forno

Allegato 4 Assieme Impianto ricevimento, trasporto e dosaggio al precalcinatore eal forno

Allegato 5 Flowsheet dell’impianto By-pass cloro

Allegato 6 Planimetria generale - Punti di emissione

Allegato 7 Planimetria generale - Rete acque meteoriche e acque domestiche

Allegato 8 Planimetria generale - Aree stoccaggio rifiuti, materie prime e clinker

Allegato 9 Filtri impianti CarboNeXT® e By-pass cloro

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1. PREMESSA

L’industria cementiera rappresenta uno dei settori a più alta intensità energetica, con costi energetici

che coprono circa il 40% dei costi totali di produzione. La tendenza strutturale all’aumento dei prezzi

delle fonti energetiche tradizionali genera quindi sul settore una pressione dovuta all’aumento dei

costi di produzione che ne mina la competitività.

Il recupero energetico di combustibili alternativi in parziale sostituzione dei combustibili tradizionali

(soprattutto carbone e petcoke) è una pratica che Buzzi Unicem già adotta in numerosi altri impianti

(italiani e europei), al pari dei principali produttori mondiali di cemento.

Questa pratica consente una riduzione del consumo di fonti fossili tradizionali non rinnovabili,

unitamente alla riduzione delle emissioni di gas serra, direttamente correlata alla frazione di materiale

organico contenuto nei rifiuti stessi.

Infatti, i forni da cemento offrono notevoli vantaggi nel recupero energetico di rifiuti rispetto ad altre

tipologie di impianti di combustione, compresi gli impianti appositamente progettati per

l’incenerimento dei rifiuti.

Tali vantaggi, come spiegato nel dettaglio nei paragrafi che seguono, derivano dalle peculiari

caratteristiche tecnologiche dei forni di cottura clinker, che operano sempre in condizioni tali da

garantire la combustione completa dei combustibili, quali:

elevata temperatura dei gas di combustione in corrispondenza dei possibili punti di alimentazione

dei combustibili alternativi (1800÷2000 °C per il bruciatore principale, 1000÷1200 °C per il bruciatore

ausiliario), dovuta alla necessità di portare la miscela cruda generatrice del clinker (detta “farina”)

ad almeno 1450 °C, temperatura di clinkerizzazione ottimale per distruggere qualsiasi composto

organico;

lunghi tempi di permanenza del materiale combustibile al di sopra delle temperature minime

indispensabili per la loro combustione (1100 °C per rifiuti pericolosi contenenti sostanze organiche

alogenate, 850 °C in tutti gli altri casi) nettamente superiori a 2 sec e a quelli degli inceneritori o di

altri impianti termici;

elevato tenore di ossigeno nei gas di combustione;

elevata inerzia termica del sistema di cottura, che garantisce ottime condizioni di ossidazione per

un tempo considerevole anche in caso di improvvisa interruzione dell’alimentazione di

combustibili;

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presenza di miscela basica nel forno di cottura che, unitamente ai lunghi tempi di contatto (circa

20 sec) tra gas e materiale, determina fenomeni di chemi-adsorbimento e adsorbimento fisico,

identificabili come efficace presidio alle emissioni di gas acidi, con rimozioni di SO2 superiori al 90%;

presenza di un moderno e efficiente impianto di abbattimento costituito da filtri a maniche, in

grado di garantire un contenuto di polvere residua inferiore a 20 mg/Nm3.

Pertanto, il recupero energetico di combustibili alternativi nei forni da cemento presenta molti

vantaggi dal punto di vista del bilancio ambientale globale:

si ottiene la valorizzazione dei materiali residuali e il risparmio di combustibili fossili, senza alcuna

variazione qualitativa e quantitativa delle emissioni del forno e degli scarichi idrici;

non si originano rifiuti, poiché le ceneri residue della combustione sono totalmente inglobate nel

clinker cui sono chimicamente affini senza alterare la qualità del prodotto;

riduzione delle quantità di rifiuti destinati alla termodistruzione negli inceneritori, con la relativa

produzione di emissioni supplementari e di ceneri residue da smaltire;

riduzione delle quantità di rifiuti destinati allo smaltimento in discarica, con i relativi costi ambientali

ed economici per la collettività;

riduzione delle emissioni di CO2 dovute al risparmio di combustibili fossili proporzionalmente alla

quota di biomassa contenuta nel CBN;

riduzione indiretta delle emissioni di CO2 ascrivibili ai minori consumi di energia elettrica per la

macinazione del carbone in pezzatura, direttamente proporzionale alla percentuale di

sostituzione calorica.

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2. INFORMAZIONI GENERALI

La Buzzi Unicem S.p.A. è una società specializzata nella produzione e distribuzione di cemento,

calcestruzzo preconfezionato, aggregati naturali e prodotti affini. Nel settore cemento la società

dispone di 8 cementerie a ciclo completo, 3 centri di macinazione e 4 terminali marini, disposti su tutto

il territorio nazionale.

Con una capacità produttiva pari a circa 10,8 milioni di ton/anno, Buzzi Unicem è il secondo

operatore del Paese.

N°

progr.Attività IPPC

Codice

IPPC

Codice

NOSE-P

Codice

NACE

Capacità massima

degli Impianti IPPC

1Impianti destinati alla produzione di

clinker in forni rotativi (> 500 t/g)3.1 104.11 26.51 clinker 900.000 t/a

Azienda: Buzzi Unicem

Unità Produttiva: Cementeria di Vernasca

Ragione Sociale: Buzzi Unicem S.p.A.

Anno di costruzione: 1930

Anno di ristrutturazione: 1992/1995

Codice ISTAT: 26.510

Settore di attività : Produzione di leganti idraulici

Indirizzo dell’Unità Produttiva:

Località

Provincia

C.A.P.

Località Mocomero

Vernasca

Piacenza

29010

Numero Telefonico / Fax 0523.891236 / 0523.892362

Sede legale e direzione :

Località

Provincia

C.A.P.

Via Luigi Buzzi n.6

Casale Monferrato

Alessandria

15033

Codice Fiscale 00930290044

P. IVA 01772030068

REA AL 134288

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Numero di addetti:

di cui a giornata:

a turni:

84

46

25 x 3t + 13 x 2t

Orario di lavoro:

a giornata:

a turni:

ciclo continuo (365 gg/a)

8-12 e 13-17

6-14; 14-22; 22-6

Numero di turni: 3

Ore lavorative alla settimana: 40

Periodo di chiusura: Nessuno

Responsabile di Unità Produttiva:

Referente IPPC:

Ing. Luciano Nenna

Ing. Luciano Nenna

Area totale del sito: 99.800 mq

Area industriale edificabile: 82.900 mq

Area coperta da edifici e tettoie: 33.100 mq

Area scoperta pavimentata ed aree verdi: 31.800 mq

Area scoperta non pavimentata: 18.000 mq

Ingombro volumetrico: 739.744 mc

Possibilità ampliamenti: 50% della superficie

Fonti di energia utilizzate:

energia elettrica: Per il funzionamento di tutti gli impianti

energia termica: Carbone (fossile e petcoke)

Combustibile ad Alta Viscosità (CAV/Bitume)

Olio combustibile denso

Gas Metano

Farine animali

autotrazione: Gasolio

Coordinate geografiche

UTM:

Gauss Boaga:

Latitudine

44°47'62,5’’ N

44°46'40,7''

Longitudine

09°48'69,1’’ E

-2°39'07,2''

Dati catastali del complesso:

n° foglio n° Particella

25

31

582

25/26/336/337

Destinazione d'uso del complesso

(come da PRGC vigente)Industriale

Destinazione d'uso delle aree collocate entro cfr par 3.2Errore. L'origine riferimento non è stata

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500 m (come da PRGC vigente) trovata. del Quadro di Riferimento Progettuale

Vincoli urbanistico - territoriali

(come da PRGC e Regolamenti edilizi vigenti)cfr par 3.2 del Quadro di Riferimento Progettuale

Classificazione Industria Insalubre:Voce 33 B – D.M. 2/3/1987

(Cl 1^ - polveri e rumore)

Attività soggetta a notifica di Incidenti Rilevanti –

D.Lgs. 334/99no

Certificazione UNI EN ISO 9001:2008 20 novembre 2003

Certificazione UNI EN ISO 14001:2004 23 settembre 1999

Certificazione OHSAS 18001:2007 15 dicembre 2003

Certificazione EPD “cementi” (ISO14025 -14040 e ISO 21930) 23 novembre 200416 giugno 2012

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3. DESCRIZIONE DEL PROGETTO

Il ciclo tecnologico inizia con la preparazione di una "miscela generatrice" di idonea composizione

chimica, partendo da calcari e marne e con l'eventuale aggiunta di additivi per l'apporto di ferro,

silice ed allumina.

Dalla cottura di questa miscela si ottiene il prodotto intermedio denominato "clinker".

3.1 IL PROCESSO PRODUTTIVO: STATO ATTUALE

3.1.1 Produzione annua

La Cementeria ha una capacità potenziale di 900.000 t/a.

L’attività viene svolta a ciclo continuo, in parte con lavoro su tre turni, in parte a giornata, per 365

gg/anno ed occupa circa 85 persone.

Il cemento, nei diversi tipi e classi previsti dalle norme di legge UNI ENV 197/1, si ottiene mediante

riduzione in polvere finissima del clinker, insieme a limitati quantitativi di gesso e di altri componenti

secondari (correttivi), quali calcare, pozzolana, ceneri volanti, ecc…

In particolare, la produzione di leganti idraulici avviene mediante una linea di cottura che utilizza il

processo detto a "via secca", caratterizzato dal fatto che le materie prime, macinate ed

omogeneizzate, vengono introdotte nel forno di cottura allo stato di polvere secca.

Le materie prime utilizzate dalla Cementeria possono essere destinate sia alla formazione della

miscela cruda, sia alla composizione dei prodotti finiti.

3.1.2 Ciclo produttivo

Il processo produttivo può essere sintetizzato nelle seguenti fasi :

ricevimento e deposito materie prime per la preparazione della miscela cruda;

frantumazione materie prime (marna e calcare);

macinazione della miscela cruda;

omogeneizzazione della farina con controllo a raggi X;

forno di cottura clinker;

deposito e spedizione clinker;

ricevimento e macinazione combustibile solido in pezzatura;

ricevimento e deposito correttivi per cementi;

macinazione cemento;

deposito cemento;

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spedizione cemento sfuso;

insacco e spedizione cemento in sacchi.

servizi generali:

- laboratorio per le analisi chimiche e le prove fisico-meccaniche;

- sala centralizzata;

- officine;

- magazzino di deposito materiali di ricambio e di consumo, con impianto distribuzione

carburanti;

- uffici e servizi operai;

- centrali termiche ad uso riscaldamento e centrale frigoriferi.

servizi ausiliari:

- ricevimento, preriscaldamento e distribuzione dell'olio combustibile denso e/o CAV

(denominato anche Pitch o Bitume);

- cabina di decompressione e distribuzione metano;

- cabine elettriche di trasformazione;

- produzione aria compressa;

- trattamento acqua industriale.

3.1.2.1 Estrazione materie prime

Le materie prime principali, calcare e marna, vengono estratte dalle cave mediante l'uso di esplosivo

e/o di mezzi meccanici e portate ai frantoi con gli automezzi.

3.1.2.2 Frantumazione

Il materiale, proveniente dalla cava, viene frantumato nel frantoio a martelli ed inviato mediante

nastri trasportatori al capannone di deposito.

L'impianto è essenzialmente costituito da una tramoggia metallica per il ricevimento del materiale in

pezzatura (blocchi delle dimensioni fino a 0,8 m di lato), da un estrattore a piastre metalliche a

velocità regolabile, da un frantoio a martelli con griglia (che riduce il materiale alle dimensioni di 0-30

mm), da un nastro trasportatore in gomma per il trasporto del materiale frantumato al deposito e da

un filtro a maniche per la depolverazione della testata del frantoio e dello scarico sul nastro

trasportatore. La stessa linea di ricevimento e trasporto al capannone di deposito viene utilizzata per il

ricevimento dei correttivi, quali ceneri di pirite, terre e sabbie di fonderia e materiali similari.

Il tempo richiesto per la fermata ed il raggiungimento del regime è di pochi minuti.

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3.1.2.3 Deposito materie prime - Preomogeneizzazione

Il materiale frantumato viene messo a deposito in un capannone chiuso (circa 50.000 t), tramite nastri

trasportatori in due distinti “parchi” e prelevato per la miscelazione con apparecchiature

automatiche di ripresa a tazze (grattatrici) con abbinamento longitudinale e trasportato con nastri in

gomma.

Negli stessi “parchi”, vengono direttamente miscelati i rifiuti non pericolosi, destinati al recupero come

materia.

La disponibilità di una scorta di materie prime è indispensabile per far fronte alle necessità d'esercizio

sia per il mancato arrivo dei materiali a causa dell'impossibilità di trasporto sia nella eventualità di

anomalie e/o rotture agli impianti di ricevimento e frantumazione.

Pertanto, nel capannone, si mantiene una scorta minima di materie prime pari al fabbisogno di una

settimana di marcia dell'impianto di cottura.

In questo reparto non sono previsti impianti di depolverazione, in quanto le caratteristiche fisiche del

materiale trattato (pezzatura ed umidità) non danno luogo, di norma, a sviluppo di emissioni

significative di polvere; anche le velocità di movimentazione sono tenute molto basse, al fine di

evitare la formazione di polveri.

3.1.2.4 Macinazione materie prime

Le materie prime, quali marna e calcare ed eventuali correttivi stoccati in sili (sabbia silicea e

materiali residuali contenenti ossidi di ferro ed alluminio), vengono trasportate con nastri in gomma

nelle tramogge del reparto e, successivamente, estratte a mezzo dosatore ponderale, regolato dal

controllo chimico continuo del materiale in uscita dal mulino, mentre la portata complessiva dei

dosatori, rimanendo invariati i rapporti dei singoli componenti, viene variata dalle apparecchiature

che controllano la marcia di tutto l'impianto.

La macchina operatrice principale del reparto è il mulino a pista e rulli (Polysius RM 41/20/60) che,

macinando la miscela di materie prime, ne riduce la pezzatura da 0-30 mm a 0-180 m.

Contemporaneamente alla macinazione, il mulino provvede all'essiccazione del materiale, poichè le

successive fasi di lavorazione sarebbero fortemente condizionate dalla presenza di umidità nel

prodotto.

A questo scopo, nel mulino, contemporaneamente al materiale solido, vengono introdotti gas caldi,

provenienti dal forno di cottura (con un recupero termico integrale delle calorie necessarie).

Il materiale viene trasportato nella parte alta del mulino, dove è situato il separatore dinamico a giri

variabili (per ottenere la granulometria prefissata). La semola, scartata dal separatore, ricade sulla

pista, mentre il fino è precipitato nel filtro a maniche.

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Il risultato di questa lavorazione è un insieme di granuli secchi con banda granulometrica fra 0-180 m

denominato "farina" (residuo del 15-18% sul vaglio da 90 m) con un preciso titolo in CaCO3 ed

umidità inferiore all'1%. L'impianto di macinazione ed i relativi sistemi di scarico e trasporto dei

materiali sono depolverizzati da filtri con recupero e riciclo delle polveri abbattute.

Il tempo richiesto per la fermata ed il raggiungimento del regime è di circa 30 minuti.

3.1.2.5 Deposito e omogeneizzazione della farina

Tra il reparto di macinazione del crudo e quello di cottura della farina è necessario un deposito

intermedio che permetta al forno, macchina termica ad esercizio continuo, di non risentire delle

periodiche fermate, anche solo di controllo, degli impianti meccanici che la precedono; a mezzo

trasporto pneumatico la farina è inviata in un silo in c.a. a tenuta stagna, aventi capacità totali (circa

10.000 t) pari al fabbisogno di circa 3 giorni di marcia del forno, dotati di apparecchiature

pneumatiche che consentono di eseguire un'ulteriore omogeneizzazione della farina.

La miscelazione viene effettuata pneumaticamente in un silo cilindrico nel quale, dall'alto, è

introdotta la farina proveniente dall'impianto di macinazione.

Dal fondo del silo è immessa dell'aria compressa che rimescola gli strati di farina e,

contemporaneamente, favorisce l'estrazione della stessa per l'impiego nella fase successiva del ciclo

tecnologico.

Con questa operazione si eliminano i valori massimi di oscillazione della composizione chimica della

farina (titolo CaCO3) fino al limite della sensibilità degli apparecchi, generalmente impiegati per il

controllo in loco, e si crea una indispensabile premessa per l'ottenimento della costanza del prodotto

ed una marcia regolare e continua dell'impianto di cottura.

Tutto il sistema è depolverizzato con filtri a maniche.

Il tempo richiesto per la fermata ed il raggiungimento del regime è istantaneo.

3.1.2.6 Forno di cottura clinker

La farina, estratta dai sili omogeneizzazione, viene "trattata" nell’impianto di cottura.

La miscela generatrice, sottoposta ad elevate temperature, sinterizza, cioè i componenti reagiscono

tra loro in fase solida, formando i minerali del clinker.

Il processo avviene in un impianto composto essenzialmente da tre parti:

scambiatore di calore a 5 stadi di cicloni sovrapposti, che ha funzione di preriscaldo e parziale

decarbonatazione della farina cruda immessa dall'alto ed incontrante in controcorrente i gas caldi

(calcinatore tipo AS-MSC);

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forno rotante (diam. 3,95 m x 58 m) nel quale la farina preriscaldata completa la sua

decarbonatazione ed arriva, a circa 1450° C, alla sinterizzazione con formazione del clinker;

è rivestito internamente da mattoni refrattari con caratteristiche variabili in relazione alle

sollecitazioni termiche e meccaniche che devono sopportare;

raffreddatore a griglia (Repol RS 3121-2) nel quale il clinker viene rapidamente raffreddato con aria

atmosferica, che attraversa lo strato del materiale.

Il combustibile necessario alla cottura viene immesso, con appositi bruciatori, nella parte terminale del

forno rotante (lato scarico clinker) per il 50%, mentre il restante 50% nel condotto gas dei cicloni

(precalcinatore, Figura 3-1).

Come aria secondaria e/o terziaria di combustione viene utilizzata, in parte, quella impiegata per il

raffreddo del clinker e già portata, con questa operazione, a circa 800° C.

Completano l'impianto una stazione di dosaggio ponderale della farina introdotta nel forno, un

trasporto della stessa all'ingresso dello scambiatore, due filtri a maniche per depolverizzare i gas

uscenti dal forno e l'aria scaricata dal raffreddatore clinker, con recupero e riciclo delle polveri

abbattute, ed una serie di trasporti a piastre metalliche per alimentare i sili deposito.

Il funzionamento del reparto è previsto su 3 turni giornalieri di 8 ore.

Il tempo richiesto per consentire la manutenzione all'interno del forno è di almeno 30 ore dall’arresto

dell’impianto di combustione.

Per la ripresa dell'esercizio ed il raggiungimento del regime, il tempo è variabile da 3 a 48 ore (nel

caso di rifacimento del refrattario fermata annuale).

Per garantire livelli contenuti delle emissioni di SO2 (< 200 mg/Nm3) in presenza di picchi e/o condizioni

anomale di esercizio [a causa della presenza di una elevata % di solfuri (> 0,1%) nelle materie prime]

oppure durante il funzionamento in marcia diretta - molino crudo fermo (a causa dell’assenza

dell'abituale effetto di adsorbimento chimico (chemisorzione) degli ossidi di zolfo, che si verifica nel

molino crudo grazie al contatto dei gas esausti del forno con le materie prime calcaree in

alimentazione), è previsto l'impiego di idrossido di calcio finemente macinato (in quantità

proporzionale alle emissioni rilevate in continuo dallo SME), addizionato in opportuni rapporti con la

farina.

L'impianto di Ca(OH)2 è costituito da un silo di deposito (150 t), alimentato direttamente dalle

autocisterne, da un sistema di estrazione e dosaggio volumetrico del materiale e dalla

depolverazione con filtro a maniche.

A seguito dell’aggiunta di questo adsorbente nella carica del forno con preriscaldatore, l’SO2

reagisce con la calce formando CaSO3 e CaSO4, che entrano nel forno insieme alla "farina cruda" e si

fissano nel clinker.

Questa tecnica è adatta per la depurazione dei flussi gassosi che contengono concentrazioni

moderate di SO2 e può essere applicata ad una temperatura di oltre 400° C.

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Le più alte percentuali di riduzione si raggiungono a temperature superiori a 600° C.

E' opportuno usare un adsorbente contenente Ca(OH)2 con elevata superficie specifica e con

rapporti molari Ca(OH)2/SO2 compresi tra 2 e 4.

Inoltre, la riduzione delle emissioni degli ossidi di azoto è garantita dal sistema di riduzione selettiva non

catalitica (SNCR), attraverso l’iniezione controllata di urea in soluzione acquosa al 42% nei gas di

combustione all’uscita del forno rotante, cioè l’immissione di composti di NH2-X in modo da ridurre NO

in N2.

Figura 3-1: Forno di cottura - Precalcinatore con 5 stadi di cicloni (h. 95 m)

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3.1.2.7 Deposito clinker

Essendo il clinker un materiale deteriorabile con l'umidità, è necessario depositarlo in ambiente chiuso,

soluzione che consente anche di contenere la polverosità dovuta alla sua manipolazione; si utilizzano

idonei sili (circa 70.000 t), da cui il materiale viene prelevato con un sistema di trasporto a nastri.

3.1.2.8 Ricevimento e deposito correttivi

Per arrivare alla produzione del cemento finito, è indispensabile l'aggiunta al clinker di circa il 4% di

gesso, che ha funzione di regolatore della presa.

I cementi di miscela (pozzolanici, d'alto forno, ecc.) richiedono, inoltre, l'impiego di correttivi come

pozzolana, calcare, ecc…

Questi materiali vengono stoccati in apposite tramogge all’interno del capannone correttivi.

3.1.2.9 Macinazione cemento

In questo reparto si svolge l'ultima fase della produzione: la preparazione del prodotto finito.

Tale preparazione consiste nella macinazione del prodotto semilavorato "clinker" opportunamente

mescolato a correttivi solidi, per la diversificazione dei vari tipi di cemento.

La macinazione viene effettuata con il molino, dove i prodotti in alimentazione, con dimensioni fino a

30 mm, vengono sottoposti ad un'azione di comminuzione che li porta a dimensioni massime di 90 m.

Il clinker, il gesso ed i correttivi vengono immessi in tramogge tampone e prelevati ponderalmente per

formare le miscele da macinare in relazione al tipo di cemento da produrre.

Attualmente, la produzione dei vari tipi di cemento viene effettuata con n. 2 molini.

Il molino Polysius ha un circuito chiuso tipo “combi”, ovvero un impianto avente in serie una pressa a

rulli ed un mulino tubolare; ogni circuito inoltre è dotato di separatore.

E’ anche possibile essiccare i correttivi umidi (U 10% circa) impiegati nella miscela, utilizzando le

calorie fornite da un generatore di gas caldi con fornello indipendente a metano (in assenza del

recupero termico dal raffreddatore clinker).

L’impianto è composto da un primo sistema di macinazione a rulli, denominato “roller-press”, dove la

parte finita selezionata dal separatore viene convogliata in una tramoggia, che a sua volta alimenta

il mulino tubolare a sfere monocamera, dove il materiale raggiunge la finezza prevista.

Il prodotto finito - cemento - viene inviato ai sili di stoccaggio, mentre il semifinito ricicla nel mulino, per

una successiva macinazione.

Il mulino Hischmann ha un circuito chiuso con separatore e mulino a due camere; per il trasporto del

legante ai sili di destinazione viene utilizzato un trasporto pneumatico.

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Gli impianti di macinazione ed i relativi sistemi di carico e trasporto sono depolverizzati da filtri con

recupero e riciclo delle polveri abbattute.

Il tempo richiesto per la fermata è di 15-20’ ed il raggiungimento del regime di 20-30’.

3.1.2.10 Deposito cemento

I leganti idraulici prodotti dai mulini sono stoccati in n° 8 sili (di cui due doppi ed uno a 5 settori), la cui

destinazione e capacità di stoccaggio sono funzione dei tipi di cemento da produrre e delle

prevedibili punte giornaliere o settimanali di spedizione.

Il prodotto viene trasportato pneumaticamente alla sommità dei sili e scaricato per caduta

attraverso apposite canalette fluidificate, che lo distribuiscono su tutta la sezione trasversale.

Gli elementi costruttivi rendono tali contenitori a tenuta stagna, evitando le fuoriuscite di polveri.

Su ogni silo è installato un filtro per depolverare l'aria di trasporto e per tenere in leggera depressione

l'interno.

Il funzionamento del reparto è legato all'andamento delle vendite.

La fermata ed il raggiungimento del regime sono istantanei.

3.1.2.11 Insacco e spedizione

Il reparto è diviso in due sezioni:

Consegna del materiale sfuso ai mezzi di trasporto con cisterna

Il cemento, estratto pneumaticamente dal fondo dei sili, viene convogliato in uno dei n° 5 punti di

carico dove, con tubazioni retraibili, vengono alimentati automaticamente i contenitori metallici

degli automezzi adibiti al trasporto.

Un sistema di pesatura interrompe il carico al raggiungimento del peso prefissato.

Ogni automezzo effettua il carico in 15-20'.

Consegna del cemento in sacchi

I leganti idraulici, estratti dal fondo dei sili, vengono convogliati a mezzo elevatori e canalette

fluidificate, alle n° 2 insaccatrici, che automaticamente pesano ed introducono il quantitativo

previsto di cemento in ogni sacco (infilasacchi Zipper).

I sacchi da 25 Kg vengono, poi, avviati alle pallettizzatrici meccaniche, che li ordinano su pallets

pronti per essere caricati sugli automezzi a mezzo carrelli elevatori o stoccati nel capannone di

deposito.

Tutti i sistemi di trasporto, carico sfuso ed insacco sono depolverati da filtri a maniche,

opportunamente dimensionati.

Il funzionamento del reparto è mediamente di 16 h/g.

La fermata ed il raggiungimento del regime sono istantanei.

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3.1.3 Combustibili

In relazione alla più moderna tecnologia, si cerca di limitare il numero di bruciatori e generatori di gas

caldi presenti nella Cementeria, sfruttando i gas provenienti dal forno e dal raffreddatore del clinker

per l'essiccazione delle materie prime e dei correttivi.

Attualmente, i combustibili utilizzati sono polverino di carbone, olio combustibile denso, combustibili

ad alta viscosità (CAV) e combustibili alternativi (farine animali); i bruciatori sono tali da poter essere

alimentati con i succitati combustibili, in modo da garantire la massima continuità di servizio ed

affidabilità dell'impianto.

3.1.3.1 Impianto di ricevimento e macinazione del carbone in pezzatura

Il carbone fossile ed il petcoke, trasportati in stabilimento con automezzi, vengono stoccati in sili

metallici (1.600 mc/cad).

La macinazione del carbone avviene contemporaneamente all'essiccazione in un mulino riscaldato

dall'aria calda recuperata dal raffreddatore del forno.

Il carbone, fornito allo stabilimento in pezzatura ed umidità del 7-10%, viene estratto dai sili con un

pondero-dosatore-estrattore ed inviato con trasportatori a nastro in gomma e catena raschiante

chiusa al mulino. Per l'impiego come combustibile polverizzato, occorre ridurne la granulometria ad

un residuo del 4-5% su 90 m e l'umidità a meno dell'1%.

La finezza desiderata si ottiene con un separatore statico, un ciclone ed un filtro a maniche per la

separazione del polverino dell'aria di ventilazione del mulino.

Il polverino viene immesso in due sili metallici (da 173 mc/cad) per mezzo di un trasporto pneumatico,

estratto per mezzo di dosatori ed inviato, sempre con trasporto pneumatico, ai bruciatori del forno.

Il sistema di estrazione è dotato di idonei filtri a maniche.

Il potere calorifico inferiore è mediamente compreso tra 6.000 e 8.000 Kcal/Kg.

Ogni fase della lavorazione e del trasporto avviene in sistemi ermeticamente chiusi, asserviti ad

impianti di filtrazione.

Per prevenire eventuali pericoli di esplosione, le tramogge, i sili ed i filtri sono equipaggiati con

dispositivi di sfiato come dischi antiscoppio (taratura 0,1 bar) e serrande. Filtri e sili sono inoltre

equipaggiati con apparecchiature di controllo e misura della temperatura e della concentrazione di

CO che consentono il rilevamento tempestivo di incendi ed il comando immediato dell'intervento del

sistema di inertizzazione a CO2 di cui l'impianto è dotato.

L'immissione di CO2 può essere comandata anche manualmente.

Il tempo richiesto per la fermata è di 30' e per il raggiungimento del regime è di 1 h.

Progetto definitivo


3.1.3.2 Impianto olio combustibile denso

L'olio combustibile denso è il combustibile utilizzato in alternativa al combustibile solido nel forno di

cottura clinker.

Considerato che il petrolio è costituito da miscele estremamente complesse di idrocarburi paraffinici,

naftenici, aromatici, accompagnati da idrocarburi olefinici e da prodotti solforati, azotati e ossigenati,

la composizione chimica dell'olio combustibile è caratterizzata principalmente da carbonio (84,5%)

ed idrogeno (11,5%), con tracce di zolfo (3%) ed acqua (1%).

Il potere calorifico inferiore è pari a circa 9.500 kcal/kg.

L'impianto olio combustibile denso (viscosità 20-50° E) è costituito da due serbatoi metallici di

stoccaggio da 2.154 mc/cad e da una rete di distribuzione; il rifornimento avviene direttamente

dall'autocisterna per mezzo di un gruppo di pompe situate in apposito locale, esternamente al

bacino di contenimento.

Il combustibile viene distribuito con un gruppo di elettropompe a bassa pressione che alimentano un

anello di circolazione dal quale vengono spillate, tramite anelli secondari, le quantità necessarie alle

varie utenze.

Un impianto ad olio diatermico consente il preriscaldamento dell'olio combustibile attraverso i vari

scambiatori e la tracciatura delle tubazioni.

3.1.3.3 Combustibile ad Alta Viscosità (CAV)

In alternativa allo o.c.d., si può utilizzare il combustibile ad alta viscosità (C.A.V., denominato anche

Pitch o Bitume), derivante da distillazione sotto vuoto di raffineria, cioè dal trattamento di strippaggio

del residuo dell’impianto vuoto (frazione superiore a 540 °C) per eliminare le restanti frazioni volatili.

Il prodotto è caratterizzato da un alto potere calorifico, da un contenuto in zolfo del 4-4,5% e da una

elevata viscosità che, tuttavia, raggiunge valori comparabili con quelli dell’olio combustibi le fluido per

temperature superiori a 200 °C.

Per le caratteristiche a freddo la movimentazione e lo stoccaggio del C.A.V. devono avvenire con

temperature di circa 150-170 °C.

L’utilizzo del CAV, con PCI = 9.600 kcal/kg e 4% di zolfo, consente una riduzione della quantità oraria

di combustibile nella cottura del clinker.

Le attrezzature e gli impianti per l’utilizzo del C.A.V. devono consentire l’utilizzo di un combustibile

riscaldato a 150 °C, che diventa semisolido alla temperatura di 100 °C; pertanto, si esegue il

riscaldamento di tutte le apparecchiature (pompe, filtri, valvolame, tubazioni, ecc.) con

coibentazione appropriata di tutto l’impianto; l’unica eccezione è rappresentata dai flessibili per lo

scarico delle autobotti con lunghezza di 1,5 m.

Progetto definitivo


Inoltre, viene rilevata la temperatura a diverse altezze del serbatoio di stoccaggio per evitare che la

formazione di zone più fredde e quindi più viscose, nella parte superficiale del prodotto, possano

portare, durante la fase di estrazione, ad una deformazione del serbatoio stesso.

L’alimentazione dei bruciatori del forno avviene con prelievo della portata richiesta di C.A.V.

dell’anello primario e suo condizionamento fino alle condizioni previste per la combustione (circa 35-

40 kg/cmq a 220-240 °C) a mezzo di opportuna stazione di pompaggio composta da filtri,

elettropompe, scambiatori ad olio diatermico, valvolame, strumentazione di controllo e stazione di

regolazione.

La centrale di riscaldamento ad olio diatermico, con relativa rete di distribuzione, garantisce

l’opportuno calore di mantenimento e/o riscaldamento richiesto nelle diverse fasi del ciclo.

Per assicurare che la temperatura del C.A.V. nei serbatoi di stoccaggio e nell’anello di circolazione

primario sia sempre superiore a 120 °C, così da evitare solidificazioni del prodotto e danni irreparabili

all’impianto, la caldaia dell’olio diatermico e le apparecchiature di alimentazione sono collegate ad

un gruppo elettrogeno di emergenza.

La gestione del sistema, con le principali segnalazioni di funzionamento ed allarme, le regolazioni e gli

automatismi, sono realizzati con plc e visualizzati su videografici.

3.1.3.4 Impianto olio diatermico

L'olio diatermico viene impiegato, come fluido intermedio, per il riscaldamento dell'olio combustibile

denso nelle varie utenze e negli anelli di circolazione e per l'estrazione dai serbatoi di stoccaggio.

3.1.3.5 Impianto metano

Il metano, fornito dalla SNAM, viene decompresso, in apposita cabina, alla pressione di 2,5 Kg/cmq; la

rete di distribuzione è adeguata alle varie utenze (centrali termiche, caldaie, fornello per generatore

gas caldi mulino cemento e fornello olio diatermico).

Il potere calorifico inferiore è pari a circa 8.000 Kcal/Kg.

3.1.3.6 Impianto farine animali

Dal giugno 2002, è in esercizio un impianto di ricevimento, stoccaggio e coincenerimento nel

bruciatore principale del forno di farine animali, prodotte dalle aziende che raccolgono scarti animali

presso i macelli. L’impianto è collocato nell’area adiacente il raffreddatore clinker, collegato

mediante passerelle in metallo al palco forno.

Il silo metallico, con capacità di stoccaggio massima di 100 m3, è dotato di controlli della

temperatura interna del silo e del trasporto e di troppo pieno di controllo ad ogni scarico. Sia

Progetto definitivo


l’impianto di carico che quello di trasporto delle farine al bruciatore del forno sono mantenuti in

depressione da un filtro a tessuto, collegato a sua volta al raffreddatore del forno (praticamente in

circuito chiuso).

Le farine sono prelevate dal silo mediante estrattore planetario, per mezzo del quale tutto il fondo del

silo viene sempre tenuto in movimento.

Una bilancia permette di regolare con precisione la portata delle farine da smaltire. Il trasporto al

forno avviene con elevatore a tazze, catena raschiante e valvola a celle; un compressore a bassa

pressione trasferisce poi le farine direttamente nel bruciatore del Forno.

Il carico del silo, l'avviamento, la regolazione e l'arresto dell'impianto sono gestiti a distanza, con

l'ausilio di sistemi informatici.

Il personale addetto al controllo delle macchine opera su tre turni; non è prevista la permanenza

continua del personale nel reparto.

3.1.4 Materie prime

Le materie prime naturali impiegate per la produzione del clinker sono rappresentate da calcare,

marna e minerali di ferro; viene inoltre utilizzato, in sostituzione della materia prima naturale, nella

miscela generatrice del clinker, un prodotto denominato “Matrix”, derivante dai cicli di trattamento e

miscelazione di vari materiali residuali e naturali, costituito principalmente da carbonato di calcio e

ossidi di calcio, ferro e alluminio.

I rifiuti utilizzati nel processo sono: ceneri di pirite (classificabile anche come “sottoprodotto”), allumina,

scaglie di laminazione, cocciame e pietrisco di vagliatura, fanghi da lavorazione, etc.

Come correttivi per la produzione del cemento vengono utilizzati calcare, pozzolana e gesso (risorse

naturali) e gessi chimici e ceneri volanti (rifiuti recuperati e/o sottoprodotti).

Inoltre, viene normalmente impiegato un certo quantitativo di additivi di macinazione.

Le caratteristiche delle principali materie prime e prodotti industriali utilizzati, in percentuali variabili, sia

nella miscela generatrice, sia come correttivi del clinker per la produzione di diversi tipi di cemento

(secondo parametri chimici e mineralogici prefissati) sono:

- calcare carbonato di calcio (CaCO3) di origine naturale nelle formazioni di calcite ed

aragonite; rappresenta il 75-80% della materia prima utilizzata nella

fabbricazione del cemento.

- marna calcare con inclusioni di silice, sostanze argillose ed ossidi di ferro.

- argilla derivante dalla disgregazione di silicati alluminosi contenenti alcali e terre

alcaline, quali feldspati e mica; ha come componenti principali idrati di silicato

d’alluminio.

Progetto definitivo


- ceneri di pirite 1 derivanti dall’”arrostimento” della pirite nella fabbricazione dell’acido solforico,

si presentano come materiale polverulento di colore rosso bruno; costituite per

oltre il 75% da Fe2O3, sono utilizzate come fondente (riduzione del fabbisogno

termico) nella miscela generatrice in percentuale variabile fino al 2%.

- clinker costituito dalle fasi minerali (in parte cristalline ed in parte vetrose) di silicato

tricalcico (alite), silicato bicalcico (belite), alluminato tricalcico, alluminato

ferrito tetracalcico, calce libera, magnesia libera, solfato di calcio ed alcali; non

contiene silice libera.

- pozzolana roccia elastica o di aggregazione appartenente ai tufi vulcanici alterati;

contiene silice amorfa formatasi per azione dell’acqua e del vapor d’acqua sui

vetri vulcanici, reagendo con la calce forma silicati di calcio idrati poco basici,

simili a quelli ottenuti per idrolisi dei silicati di calcio anidri del clinker; viene

utilizzata in percentuali variabili dal 13% al 28% per diversi tipi di cementi

pozzolanici.

- gesso minerale composto da solfato di calcio (sistema monoclino in cristalli prismatici

lunghi ed aculeari).

- sabbia fonderia derivante dai rottami delle lingottiere, è costituita da tracce di materiale

organico ed, in prevalenza, da sabbia in parte sciolta ed in parte parzialmente

agglomerata; viene utilizzata come correttivo nella produzione del cemento in

percentuale fino al 10%.

- loppa d’altoforno generata dalla reazione tra gli scorificanti e le impurezze contenute nei

materiali ferrosi che formano la carica di un altoforno e/o di un cubilotto (a

seguito del brusco raffreddo in acqua), si presenta come un materiale vetroso

di granulometria comparabile con quella di una sabbia grossa; costituita da

silice (30-50%), allumina (10-30%), ferrite ed ossidi di calcio, è utilizzata nella

produzione del cemento in miscela con clinker e gesso in percentuale fino al

30%.

1 Sostanze sottoposte al campo di applicazione del Regolamento n. 1907/2006/CE, con registrazione c/o ECHA - AgenziaEuropea della sostanze chimiche, a seguito della verifica ed approvazione del Chemical Safety Report e predisposizione dellaScheda Dati di Sicurezza, nonché classificabili come “sottoprodotti” ai sensi dell’art. 184-bis del D.Lgs. 152/2006.

Progetto definitivo


- gesso chimico 2 ottenuto dalla reazione dell’acido solforico con la fluorite per la produzione

dell’acido fluoridico; si presenta come solfato di calcio anidro per oltre il 90% e

viene utilizzato come regolatore di presa fino al 5%.

- ceneri volanti 2 derivano dai precipitatori elettrostatici delle centrali termoelettriche funzionanti

a carbone; sono costituite da polvere fine composta per circa il 50% da silice

vetrosa, 30% da allumina, 10% da ferrite e 10% da ossidi vari. possono essere

utilizzate sia nella miscela generatrice componente la materia prima sia nella

produzione del cemento in miscela con clinker e gesso in percentuale fino al

30% (in sostituzione della pozzolana).

- flue dust 2 polveri derivanti dai presidi tecnici di filtrazione (CKD) e/o dall’impianto di by-

pass (BPD) (sinonimi: PEF, filler), costituite da una complessa miscela di

componenti inorganici molto fini, contenuti nei gas esausti emessi dal forno di

cottura clinker, stoccate in sili e utilizzate nella formulazione di miscele

cementizie tipicamente in sostituzione del calcare in percentuali variabili

fino al 5%, così come indicato nella Tabella 1 della norma tecnica UNI EN 197-

1.

- cemento appartiene alla categoria dei leganti idraulici; è un prodotto inorganico,

rispondente ai requisiti merceologici e chimico-fisici definiti dalla norma

europea UNI EN 197/1 ed in possesso del marchio di Qualità CNR-ICITE di

controllo del prodotto all’origine, ai sensi del D.M. 314/1999.

Il cemento è costituito da una miscela finemente macinata di clinker, gesso ed

altri costituenti specifici (calcare, loppa d’altoforno, ceneri volanti, etc.). Il

clinker, prodotto dal forno di cottura a circa 1.450° C sotto forma granulare

sinterizzata, è costituito principalmente da silicati, alluminati ed alluminio ferriti di

calcio e da piccole quantità di ossido di calcio e di magnesio, solfato di sodio,

potassio e calcio.

Le materie ausiliarie sono utilizzate sia nell'attività di processo che nelle attività di supporto. In

particolare, sono costituite dai sacchi, dai pallet in legno e dal film in nylon impiegati nell’attività di

insaccatura del cemento, dai prodotti utilizzati per la lubrificazione e dai materiali di manutenzione

degli impianti (nastri trasportatori, maniche filtranti, mattoni refrattari, oli/grassi lubrificanti, ecc...).

2 Sostanze sottoposte al campo di applicazione del Regolamento n. 1907/2006/CE, con registrazione c/o ECHA - AgenziaEuropea della sostanze chimiche, a seguito della verifica ed approvazione del Chemical Safety Report e predisposizione dellaScheda Dati di Sicurezza, nonché classificabili come “sottoprodotti” ai sensi dell’art. 184-bis del D.Lgs. 152/2006.

Progetto definitivo


3.1.5 Sistema di controllo

Tutta la linea di produzione clinker e cemento (ricevimento materie prime, frantumazione,

macinazione crudo e carbone, forno di cottura, macinazione, insacco e spedizione cemento) viene

esercita e controllata a distanza in una sala centralizzata, presidiata in continuo, dalla quale è

possibile svolgere le seguenti funzioni:

- avviamento ed arresto motori

- controllo delle sequenze di avviamento delle macchine

- trattamento delle misure analogiche

- interventi di regolazione

- allarmi di processo ed allarmi relativi a macchine-motori

- controllo visivo a monitor grazie alle telecamere esterne.

Tale impostazione tecnico-organizzativa prevede, pertanto:

- la centralizzazione di tutti i comandi in una sala centralizzata, in cui staziona il personale addetto

alla conduzione degli impianti;

- la programmazione degli interventi manutentivi; una squadra apposita (percorristi) ispeziona

giornalmente gli impianti secondo percorsi prestabiliti effettuando le opportune verifiche e

segnalando ai responsabili della manutenzione gli interventi necessari che dovranno essere

eseguiti durante la fermata successiva.

Il forno di Vernasca, come da prescrizioni della vigente A.I.A., è dotato di un sistema di monitoraggio

in continuo delle emissioni (SME) di polveri, NOx, SO2, O2, NH3, HCl, HF, CO, COT e portata volumetrica

dell'effluente gassoso, con validazione, acquisizione, visualizzazione dei dati e segnalazione in tempo

reale agli operatori di eventuali anomalie strumentali.

Con periodicità almeno quadrimestrale, vengono anche campionate le emissioni di metalli pesanti e

microinquinanti organici (IPA, PCDD/PCDF, etc), con calcolo delle concentrazioni medie relative a tre

prelievi di 8 h/cad.

L’affidabilità dello SME viene garantita attraverso l’applicazione della norma EN 14181:2005 “Emissioni

da sorgente fissa - Assicurazione della qualità dei sistemi di misurazione automatici” (cfr. QAL1, QAL2,

QAL3, AST); inoltre, sia le verifiche annuali dello SME, sia le indagini analitiche periodiche di metalli

pesanti, microinquinanti organici, etc. sono eseguite da Laboratori esterni accreditati, ai sensi della EN

ISO/IEC 17025:2005 “Requisiti generali per la competenza dei Laboratori di prova e taratura”, nonché

certificati ai sensi della ISO 9001:2008.

Progetto definitivo


Tutto il processo produttivo (dal ricevimento materie prime alla spedizione cemento) viene gestito in

modo automatico attraverso specifiche procedure ed istruzione operative, oggetto di adeguata

formazione ed addestramento da parte del personale preposto, che comprendono sia le operazioni

di gestione della conduzione in esercizio normale, sia le fasi di avviamento ed arresto di macchine ed

impianti.

Anche i principali parametri di controllo e gestione dell’intero ciclo tecnologico della Cementeria,

quali temperature, pressioni, assorbimenti, velocità ventilatori, portata bilance materie prime e

combustibili, analisi gas (O2, CO, NO2), sono monitorati e controllati in continuo dal personale sempre

presente (24 ore/g per 365 gg) nella sala centralizzata.

In particolare, la regolazione del processo viene esercita attraverso questi specifici parametri:

- grandezze di comando: prefissate dall’esterno del processo;

- grandezze regolatrici: misurabili e regolabili liberamente o nell’ambito di determinati range, con

le quali il processo viene “guidato” in una direzione prefissata;

- grandezze perturbatrici: variabili casualmente, che influenzano il ciclo tecnologico;

- grandezze finali: caratteristiche dei semilavorati/prodotti dei vari impianti.

La regolazione consiste nel conformare il ciclo tecnologico, influenzando intenzionalmente le

grandezze di comando e regolatrici, così da mantenere specifici parametri di stato e finali entro

range prefissati.

Nella sala centrale sono installate le stazioni Industar, che permettono agli operatori di avere tutte le

informazioni necessarie a garantire il miglior controllo delle condizioni di marcia degli impianti.

Nelle schermate di ciascuna stazione sono riportati schematicamente:

flowsheet di tutti gli impianti;

stato di marcia di ogni macchina;

valori dei parametri critici di processo (compresi i limiti di emissione in atmosfera);

trend e andamenti nel tempo delle variabili di maggiore interesse.

Compito dei Capi Sala è garantire che il processo venga mantenuto all’interno di intervalli di

conduzione predefiniti; tali range sono stabiliti dal Responsabile di Produzione, con la collaborazione

dei Capi Reparto.

Inoltre, il personale di produzione deve assicurare il costante rispetto dei livelli emissivi (effluenti in

atmosfera, scarichi idrici, emissioni di rumore,…), attraverso una costante azione di verifica dei

parametri d’esercizio del processo produttivo e di monitoraggio dei presidi tecnici di abbattimento,

attivandosi per garantirne la massima efficienza ed affidabilità ed intervenendo immediatamente per

ridurre eventuali anomalie e/o emergenze (transitori tecnologici, sversamenti,…) con tempestiva

segnalazione ai preposti e/o Direzione dell’Unità Produttiva.

Progetto definitivo


I parametri più significativi vengono verificati e riportati puntualmente su appositi registri giornalieri e

successivamente registrati con report informatizzato ed archiviati con frequenza settimanale.

Oltre al personale preposto alla conduzione in sala centralizzata, la verifica predittiva dei presidi

tecnici è garantita dal servizio informatizzato di gestione della manutenzione (INFOR EAM “Enterprise

Asset Management”), che viene attuato attraverso personale qualificato operante direttamente sul

campo, che provvede al controllo funzionale degli impianti.

Il suddetto strumento gestionale pianifica anche gli interventi manutentivi delle unità filtranti, secondo

modalità operative e frequenze basate sulla “analisi storica pregressa”, correlate, quindi, alla

tipologia dei tessuti filtranti, alle ore di esercizio ed alle caratteristiche e criticità delle polveri da

trattare (farina cruda, clinker, cemento, correttivi).

Progetto definitivo


3.2 CO-COMBUSTIONE DEL “CARBONEXT®” NEL FORNO DI COTTURA CLINKER

3.2.1 Norma tecnica europea per i “Combustibili Solidi Secondari (CSS)”

La norma tecnica armonizzata UNI EN 15359:2011 “Combustibili solidi secondari (CSS)”, basata sui

requisiti della previgente norma tecnica CEN/TS 15359:2006 “Solid recovered fuels” (SRF), individua, a

livello europeo, la classificazione del CSS tenendo solamente conto di tre parametri (e relative classi),

riconosciuti strategici per importanza ambientale, tecnologica e prestazionale/economica, quali PCI

(parametro commerciale), Cl (parametro di processo) e Hg (parametro ambientale), secondo la

seguente Tabella 3-1.

Tabella 3-1: Classificazione dei CSS (da UNI EN 15359:2011)

Caratteristiche di classificazione

Caratteristica Misurastatistica

Unità dimisura

Valori limite per classe

1 2 3 4 5

PCI media MJ /kg t.q. ≥ 25 ≥ 20 ≥ 15 ≥ 10 ≥ 3

Cl media % s.s. ≤ 0,2 ≤ 0,6 ≤ 1,0 ≤ 1,5 ≤ 3

Hgmediana mg /MJ t.q. ≤ 0,02 ≤ 0,03 ≤ 0,08 ≤ 0,15 ≤ 0,50

80° percentile mg /MJ t.q. ≤ 0,04 ≤ 0,06 ≤ 0,16 ≤ 0,30 ≤ 1,00

In Italia, a seguito dell’adozione della predetta norma UNI EN 15359:2011 (e in attesa della revisione

della UNI 9903-1,2:2004), nel maggio 2012 è stata pubblicata la Raccomandazione CTI 8 “Combustibili

solidi secondari (CSS) - Classificazione e specifiche dei CSS ottenuti dal trattamento meccanico dei

rifiuti non pericolosi” (da dicembre 2013 sostituita con UNI-TS E0209E400), che persegue alcuni

importanti obiettivi quali: allineare la normativa tecnica nazionale alla normativa europea, recepire le

modifiche introdotte dalla legislazione italiana in materia, promuovere un utilizzo efficiente e lo

sviluppo sul mercato dei CSS, facilitare le procedure di autorizzazione e controllo da parte delle

Autorità competenti.

In particolare, lo scopo della Raccomandazione è classificare i “combustibili solidi secondari” (CSS) in

conformità alla suddetta UNI EN 15359:2011 e definire le specifiche (ossia gli altri parametri chimici) per

i CSS composti da rifiuti non pericolosi (cfr. alle specifiche da definire nelle clausole contrattuali di

fornitura), con valori limite di concentrazione, espressi come mediana dei singoli parametri, così come

riportato nella Tabella 3-2.

Progetto definitivo


Tabella 3-2: Valori limite per CSS da rifiuti non pericolosi

Caratteristiche di specificazione

Parametro Misura statistica Unità di misura Valore massimodella mediana

Cd mediana mg /kg s.s. 10Tl mediana mg /kg s.s. 10As mediana mg /kg s.s. 15Co mediana mg /kg s.s. 100Cr mediana mg /kg s.s. 500Cu mediana mg /kg s.s. 2000Mn mediana mg /kg s.s. 600Ni mediana mg /kg s.s. 200Pb mediana mg /kg s.s. 600Sb mediana mg /kg s.s. 150V mediana mg /kg s.s. 150Hg fare riferimento alla Tabella 3-1Cl fare riferimento alla Tabella 3-1

Si precisa che non vengono fissati a priori i valori limite per ceneri e umidità, essendo di natura

prettamente commerciale e comunque ridondanti per la classificazione di CSS, rimandando gli stessi

a specifici accordi tra Produttore e Utilizzatore.

Successivamente (agosto 2012), sono state emanate le Linee Guida CTI 11 “Combustibili solidi

secondari – Linee guida applicative delle norme UNI EN 15359 e UNI EN 15358”, che individuano le

modalità di campionamento del CSS (cfr. a lotto, incrementi, ecc…) e le metodiche di analisi e

valutazione della conformità del campione finale, costituito da un campione composito per lotto di

tipo "stratificato", come descritto nella UNI EN 15442 e UNI EN 15443. Inoltre, viene specificato:

- che il materiale prodotto durante la formazione del campione composito può essere avviato

all'utilizzo, al fine di evitare l'immagazzinamento per periodo lunghi (minimizzando ogni possibile

attività microbiologica), nonché per garantire la continuità di conferimento all'impianto utilizzatore;

- poiché la verifica della conformità ai criteri di classificazione viene effettuata su base statistica, nel

caso in cui un singolo sottolotto risultasse non conforme, pur essendo già stato utilizzato, ciò non

pregiudica la classificazione vera e propria, che considera il lotto complessivo di produzione;

- che in caso di non conformità, il produttore di CSS ha il compito di mettere in atto tutte le misure

correttive per evitare il ripetersi della non conformità e, soprattutto, assicurare il costante rispetto da

parte del lotto delle caratteristiche di classificazione e di specificazione, riportate nei prospetti 2 e 3

della Raccomandazione 8 CTI.

Progetto definitivo


Infine, l’utilizzo di CSS conforme alla suddetta normativa tecnica è stato espressamente riconosciuto

dalla giurisprudenza amministrativa come sufficiente per il rispetto del principio di precauzione,

proprio con specifico riguardo all’utilizzo del combustibile derivato da rifiuti nelle Cementerie, in

quanto detta norma “naturalmente, si ispira ai principi di tutela dell'ambiente e della salute umana”,

“offre tutte le possibili garanzie sulla qualità del rifiuto utilizzato” ed è “specificatamente dettata per

quel tipo di combustibile” [in tal senso, TAR Friuli Venezia Giulia, Trieste, Sez. I, 15 dicembre 2011, n.

560]. Dunque, l’utilizzo come combustibile di entrambe le tipologie di CSS (ex CDR e CDR-Q),

necessariamente rispondenti alla specifica normativa armonizzata a livello europeo UNI 9903-1, offre

tutte le possibili garanzie sulla qualità del rifiuto utilizzato e non presenta alcun problema di carattere

tecnico e/o ambientale [in questo senso, sempre TAR Friuli Venezia Giulia, Trieste, Sez. I, n. 56011; sul

punto cfr. altresì “L’impiego di combustibili solidi secondari in impianti industriali”, Allegato B allo studio

ENEA, Il recupero energetico dei residui da autodemolizione, in http://www.enea.it/it/produzione-

scientifica/pdf-volumi/v2011-autodemolizione.pdf, 2011].

A complemento di quanto sopra esposto, si può citare anche il provvedimento amministrativo

adottato per la CEMENTIR di Taranto; infatti, per una piena compatibilità dal punto di vista

ambientale, l’autorizzazione al recupero energetico dei rifiuti, con codici CER 19.12.10 e 19.12.12, è

stata concessa con la prescrizione secondo cui il CSS “dovrà rispondere alla classe minima o superiore

PCI 3 - Cl 3 - Hg 5 e rispettare le caratteristiche minime di qualità di cui alla norma UNI 9903-1. Il CSS

dovrà inoltre avere le caratteristiche di cui alla norma UNI CENT/TS 15359. In caso di accertata

contaminazione e/o inidoneità dei rifiuti da avviare a recupero energetico rispetto ai requisiti di

Legge, gli stessi rifiuti dovranno essere avviati a smaltimento” [cfr. Determina Prov. Taranto n. 105 del

13/09/2011 sulla compatibilità ambientale del coincenerimento del CSS presso la CEMENTIR di

Taranto).

In questo contesto, viene riportata la significativa, pluriennale esperienza acquisita dalla Cementeria

Buzzi Unicem di Robilante (CN), dove la caratterizzazione dei parametri chimico-fisici del combustibile

alternativo consente di confermare il costante rispetto dei limiti di specificazione previsti per il CSS

dalla specifica norma tecnica armonizzata UNI EN 15359 (cfr. Tabella 3-1), con classificazione

tendenzialmente individuabile in PCI, Cl, Hg: classe 3.

Infatti, quale immediato riscontro esemplificativo, nella Tabella 3-3 viene indicata la composizione di

n. 156 lotti di CSS (ex CDR) corrispondenti a 277.330 t utilizzate, nel periodo 2008÷2013, nei due forni di

Robilante.

http://www.enea.it/it/produzione-

Progetto definitivo


La media mensile dei rapporti di prova dei singoli conferimenti di CSS (analisi eseguita sia dai

Conferitori, sia dalla Cementeria su lotti, corrispondenti a circa un mese di produzione) evidenzia il

costante rispetto dei limiti di accettazione previsti per il CDR di qualità normale (limiti di All. 2 - Suball. 2,

p. 1 del D.M. 05/02/1998) e, spesso, anche di quelli previsti per il CDR di qualità elevata (CDR-Q),

nonché dei parametri definiti attraverso gli accordi commerciali con i Fornitori e caratterizzati da limiti

di accettazione più restrittivi di quelli attualmente previsti dalla Raccomandazione CTI 8.

Tabella 3-3: Rapporti di prova dei singoli conferimenti di CSS (Cementeria di Robilante)

CaratteristicaUnità

dimisura

BU-ROB CDR(2008÷2013)

(rif. s.s.)media max

CDR“normale” CDR-Q Raccom. CTI 8

(cfr. UNI EN 15359)

PCI GJ /t(t.q.)

22,3 24,9 ≥ 15 ≥ 20 classe 3 ≥ 15

Umidità % (t.q.) 13,3 27,2 25 18 n.a.

Cloro totale % (t.q.) 0,67 1,16 1 0,9 classe 3 ≤ 1

Zolfo totale % (t.q.) 0,11 0,34 0,6 0,3 n.a.

Hg

mg/kg(s.s.)

0,23 0,817

1 classe 3 ≤ 1,2

Cd 0,6 1,3 3 mediana ≤ 10

Tl <0,5 0,5 --- --- mediana ≤ 10

As 0,8 1,8 9 5 mediana ≤ 15

Cr 24,4 88,5 100 70 mediana ≤ 500

Cu solubile 21,1 85,9 300 30 ---

Cu 133,4 410,0 --- --- mediana ≤2000

Mn 68,2 212,0 400 200 mediana ≤ 600

Ni 7,6 30,9 40 30 mediana ≤ 200

Pb volatile 21,9 129,0 200 100 ---

Pb 102,6 234,0 --- --- mediana ≤ 600

Co 2,9 12,6 --- --- mediana ≤ 80

Sb 3,9 15,8 --- --- mediana ≤ 150

V 4,3 12,3 --- --- mediana ≤ 150

IPA 2,4 9,1 --- --- ---

PCB 0,2 0,7 --- --- ---

PCDD/PCDF ngTEQ/kg 4,1 14,5 --- --- ---

Progetto definitivo


3.2.2 Caratterizzazione del “CarboNeXT®” utilizzato a VERNASCA

Il CarboNeXT®, destinato al recupero energetico nel forno di Vernasca, è conforme alle disposizioni

del Decreto del Ministero dell’Ambiente n. 22 del 14/02/2013 “Regolamento recante disciplina della

cessazione della qualifica di rifiuto di determinate tipologie di combustibili solidi secondari (CSS), ai

sensi dell’art. 184-ter, comma 2 del D.Lgs. 03/04/2006 n. 152 s.m.i.” (pubblicato sulla G. Uff. n. 62 del

14/03/2013).

Inoltre, ottempera al p. 10 del paragrafo 1 della Parte I - Sezione I e alla Sezione 7 della Parte II

dell’Allegato X della Parte Quinta del D.Lgs 152/2006, così come modificato dal Decreto del Ministero

dell’Ambiente 20/03/2013 (pubblicato sulla G. Uff. n. 77 del 2/04/2013).

Secondo il D.M. n. 22/2013, il CBN “prodotto” è esclusivamente classificabile nelle classi 1,2,3

(Tabella 3-4) e relative combinazioni per quanto riguarda PCI e Cl e nelle classi 1, 2 per Hg (cfr.

Allegato 1, Tabella 1).

Tabella 3-4: Classificazione del CSS (CBN)

Caratteristiche di classificazione

Caratteristica Misurastatistica

Unità dimisura

Valori limite per classe

1 2 3 4 5

PCI media MJ /kg t.q. ≥ 25 ≥ 20 ≥ 15 ≥ 10 ≥ 3

Cl media % s.s. ≤ 0,2 ≤ 0,6 ≤ 1,0 ≤ 1,5 ≤ 3

Hgmediana mg /MJ t.q. ≤ 0,02 ≤ 0,03 ≤ 0,08 ≤ 0,15 ≤ 0,50

80° percentile mg /MJ t.q. ≤ 0,04 ≤ 0,06 ≤ 0,16 ≤ 0,30 ≤ 1,00

Inoltre, per garantire la massima prevenzione dei potenziali impatti ambientali negativi sull’ambiente e

sulla salute umana, lo stesso DM (cfr. Allegato 1, Tabella 2), anche in conformità alle indicazioni della

UNI EN 15359:2011, definisce le altre caratteristiche di specificazione, con valori limite di

concentrazione, espressi come mediana dei singoli parametri (n. 11 metalli), indicati nella seguente

Tabella 3-5.

Progetto definitivo


Tabella 3-5: Caratteristiche di specificazione del CSS (nb. CBN)

Caratteristiche di specificazione

Parametro Misura statistica Unità di misura Valore massimodella mediana

Cd mediana mg /kg s.s. 4Tl mediana mg /kg s.s. 5As mediana mg /kg s.s. 5Co mediana mg /kg s.s. 18Cr mediana mg /kg s.s. 100Cu mediana mg /kg s.s. 500Mn mediana mg /kg s.s. 250Ni mediana mg /kg s.s. 30Pb mediana mg /kg s.s. 240Sb mediana mg /kg s.s. 50V mediana mg /kg s.s. 10Hg fare riferimento Tabella 3-4Cl fare riferimento Tabella 3-4

Peraltro, i suddetti valori sono confrontabili con quanto proposto dalle linee guida “RAL Quality

Assurance for SRF”, presenti in Germania e Austria, anche tenendo presente che il DM è stato

notificato in data 10/08/2012 alla Commissione UE e, successivamente, modificato in alcuni punti per

accogliere i contenuti dei “pareri circostanziati” e delle “osservazioni” pervenute dalla stessa

Commissione e da Austria, Belgio, Germania e Svezia.

Le procedure di campionamento del CBN (cfr. a lotto, incrementi, etc., come descritto nella UNI EN

15442 e UNI EN 15443) e di analisi e valutazione della conformità del campione finale sono indicate

nelle Linee Guida CTI 11 “Combustibili solidi secondari – Linee guida applicative delle norme UNI EN

15359 e UNI EN 15358”.

Inoltre, la formazione del campione composito, le modalità di verifica della conformità alle

caratteristiche di classificazione (cfr. al sottolotto) e di specificazione (cfr. al lotto), etc… sono definite

sia nella “Raccomandazione CTI 8” (cap.9, riferito ai punti 8.1 e 8.2 della UNI EN 15359), sia nell’art. 8,

comma 6 del D.M. n. 22/2013.

La rispondenza alle suddette prescrizioni viene sistematicamente verificata e formalizzata dal

Produttore attraverso la “Dichiarazione di conformità” relativa a ciascun sottolotto e lotto (max 1500 t)

di CBN (cfr. art. 8, comma 2 e Allegato 4 del suddetto D.M.), nonché dai successivi controlli effettuati

dall’Utilizzatore, secondo le procedure operative del proprio sistema di gestione ambientale, con

analisi eseguite da Laboratori accreditati ISO 9001:2008.

Progetto definitivo


Pertanto, il CarboNeXT® ottempera pienamente ai requisiti merceologici e ambientali indicati nel

suddetto Regolamento (con classificazione individuabile rispettivamente per PCI e Cl nella classe 3 e

per Hg nella classe 2 e con costante rispetto dei limiti di specificazione).

Inoltre, conformemente all’art. 8, comma 1, lett. d) del Decreto, tenendo anche conto del peculiare

e innovativo processo tecnologico e delle specifiche caratteristiche di qualità, il CBN - contraddistinto

dalla classe 3,3,2 - può essere commercializzato solo dopo essere stato preventivamente sottoposto

alle disposizioni del Regolamento 1907/2006/CE “REACH”; infatti, è stato sottoposto alla procedura

“REACH” presso l’Agenzia ECHA, con specifica registrazione di BUZZI UNICEM n. 01-2119939968-13-

0001 in data 31/10/2013.

In questo contesto, i risultati delle analisi sulle caratteristiche chimico-fisiche e dei test tossicologici

e eco-tossicologici (in-vitro e ex-vivo) e le valutazioni dell’Agenzia Europea per le Sostanze

Chimiche (ECHA), documentate nel Chemical Safety Report (CSR) predisposto per la registrazione

della sostanza, unitamente alla dettagliata analisi della specifica destinazione d’uso

(combustione), consentono di classificare il CarboneXT® come sostanza non dannosa/pericolosa

per la salute umana e per l’ambiente, in conformità con i criteri di classificazione definiti dal

Regolamento (CE) n. 1272/2008 (CLP) e dalla Direttiva 67/548/CEE, senza alcun obbligo di

etichettatura di pericolo, né di predisposizione di una scheda di sicurezza (per maggiori dettagli

vedere capp. 2-5 di “Produzione e recupero energetico del “CarboNeXT®” nel forno da cemento,

con estratto del Chemical Safety Report per registrazione “REACH” - Allegato SIA_5).

3.2.3 Produzione del “CarboNeXT®”

Il CarboNeXT® verrà prodotto presso impianti debitamente autorizzati con A.I.A. provinciale e dotati di

sistema di gestione della qualità certificato, attraverso procedure operative conformi ai requisiti della

norma UNI EN 14442 (metodi di campionamento) e UNI EN 1443 (preparazione del campione di

laboratorio), così come anche definiti dalla UNI-TS E0209E400 / Linee Guida CTI 11 (2013) e dalla UNI

EN 15358 (sistemi di gestione della qualità per la produzione di CSS).

Progetto definitivo


In particolare, Buzzi Unicem ha realizzato un sistema moderno e completamente integrato3 per la

massima valorizzazione energetica dei rifiuti solidi urbani e, in particolare, ha sviluppato una

innovativa tecnologia di triturazione finalizzata alla produzione di un combustibile di pezzatura

millimetrica, il “CarboNeXT®”, avente caratteristiche stabili e uniformi e conseguentemente un elevato

rendimento termico, che ne consente l’utilizzo nei forni da cemento e/o nelle centrali termoelettriche,

in co-combustione con il combustibile tradizionale (carbone) con previsione di sostituzione calorica

fino al 70%.

Il trattamento degli RSU, finalizzato alla preparazione del suddetto affidabile combustibile, utilizza il

sistema ITS® (Intelligent Transfer Station), trattamento di essicazione per via aerobica (per maggiori

dettagli vedere cap. 6 di “Produzione e recupero energetico del “CarboNeXT®” nel forno da

cemento, con estratto del Chemical Safety Report per registrazione “REACH” - Allegato SIA_5).

Il materiale bioessiccato viene poi “arricchito” con 20÷35% in peso di plastiche, gomme non clorurate,

ecc…, così da raggiungere il contenuto calorico concordato con l’Utilizzatore.

L’impianto è anche dotato di un controllo in linea del potere calorifico per garantire il giusto dosaggio

dei due componenti (rifiuti urbani bioessiccati e rifiuti industriali) e di un sistema di monitoraggio a

raggi infrarossi per verificare e ridurre il contenuto di cloro organico, così da massimizzare l’utilizzo

senza compromettere il regolare esercizio del processo di cottura clinker.

Peraltro, la costanza e l’omogeneità quali-quantitativa del CBN vengono garantite dalle sistematiche

verifiche del ciclo produttivo e dal sistema di gestione integrato della qualità e dell’ambiente, che si

estende fino ai bacini di raccolta e conferimento delle frazioni di rifiuto, costituenti le “materie prime”

del processo produttivo.

Il processo innovativo consiste nel “trituratore” (da 7 t/h), composto da due rotori che lavorano in

parallelo; l’utensile disgregante è rappresentato da semplici catene, installate in diverse posizioni e

connesse ad una testa in rotazione, che gira a 700÷800 giri al minuto; il risultato finale è la produzione

di un combustibile con granulometria prevalente inferiore a 5 mm.

3 Gli studi, la progettazione e realizzazione del processo innovativo, le varie fasi di sperimentazione e ottimizzazione degliimpianti e la successiva produzione industriale sono state effettuate presso la piattaforma di trattamento rifiuti urbani dellaSocietà S.T.R. di Sommariva Bosco (CN) negli anni 2007÷2012; queste attività sono state verificate e validate da numerosidocumenti tecnici, quali la “Analisi LCA di diversi scenari di trattamento” (eseguita da Life Cycle Engineering - gennaio 2011),lo “Studio di fattibilità” (eseguito da POLI TO - Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, Prof. Genon - aprile 2011) e il“Certificato di collaudo dell’impianto di macinazione e impianti connessi” (predisposto da POLI TO - Dipartimento diIngegneria dell’Ambiente, Prof. Genon e Prof. Onofrio – 4/03/2013).

Progetto definitivo


Il sopraindicato processo di produzione assicura al CarboNeXT® qualità migliori rispetto a quelle del

degli impianti tradizionale per le seguenti peculiari caratteristiche:

- materiale micronizzato grazie alla nuova tecnologia di triturazione;

- granulometria del materiale triturato tarabile a seconda delle peculiari esigenze dell’impianto

di recupero energetico; per es. 100% della curva granulometrica < 15 mm con prevalenza

dimensionale inferiore a 4 mm (40-80%) e residuo < 1 mm per 20-35%;

- ridotta presenza di cloro, grazie alla rimozione delle plastiche clorurate (PVC) attraverso lo

scanner ottico a tecnologia Near Infra Red (NIR);

- minore umidità residua e PCI (> 17 MJ/kg t.q.), con controllo off-line in grado di garantire

costanti target di U% (±1%) e PCI (±1,5 MJ/Kg);

- maggiore omogeneità e conseguentemente miglior rendimento di combustione.

Quindi, il CarboNeXT® si identifica come un combustibile di buona qualità e con prestazioni termiche

allineate a quelle del carbone.

Figura 3-2: Trituratore a due rotori da 7 t/h

Progetto definitivo


Figura 3-3: Trituratore a due rotori – Schema di funzionamento

3.2.3.1 Condizioni di esercizio del recupero energetico del “CarboNeXT®”

Il recupero energetico avviene utilizzando nei bruciatori del forno da cemento il “CarboNeXT®”

nell’ambito delle ordinarie attività produttive, che, nell’effettuare tale “recupero”, non modificano in

alcun modo né le forme, né i contenuti tecnici delle attività medesime.

La costanza ed omogeneità della tipologia e della qualità del CBN vengono garantite dalle

sistematiche verifiche del ciclo produttivo e dal sistema di gestione ambientale, che si estende fino ai

bacini di raccolta e conferimento delle frazioni di materiali residuali, costituenti le materie prime del

processo produttivo.

Infatti, prima dell’accettazione, la Cementeria deve acquisire dal Fornitore informazioni e le

attestazioni del pieno rispetto dei requisiti fissati dal D.M. n. 22/2013 e dalle norme tecniche (UNI 9903,

UNI EN 15359, Linee Guida CTI), relativamente sia alle caratteristiche chimico-fisiche, sia alle modalità

di campionamento ed analisi del “lotto/sottolotto”.

L’attività in oggetto si identifica come operazione di completo recupero energetico del CBN, essendo

utilizzato come combustibile destinato a produrre energia termica in un processo industriale (forno di

cottura clinker), in co-combustione con i combustibili tradizionali (carbone fossile, petcoke, CAV), in

piena sicurezza e senza generare alcun ulteriore rifiuto.

Progetto definitivo


Questo impiego consente, infatti, il risparmio di una quota percentuale di fonti non rinnovabili, con

sostituzione del fabbisogno calorico apportato dal carbone.

Figura 3-4: Ottimizzazione del recupero energetico

Inoltre, la valorizzazione energetica del CBN:

- contribuisce positivamente al bilancio globale delle emissioni di gas ad effetto serra, grazie alla

sostituzione di combustibili fossili (fonti non rinnovabili) con materiali che dovrebbero comunque

essere inceneriti in impianti dedicati o smaltiti in discarica, con conseguenti emissioni di CO2

aggiuntive;

- comporta minori emissioni di ossidi di zolfo e azoto, grazie al minor contenuto di N e S molare

rispetto ai combustibili fossili tradizionali;

- a supporto di questa assunzione, viene riportato il grafico relativo all’andamento delle emissioni

gassose (NO2, SO2 e CO) del Forno 3 di Robilante (Figura 3-5) a seguito dell’implementazione del

coincenerimento di CDR, dove si rileva una riduzione di circa 35% delle emissioni di NO2 (passando

da una concentrazione media (t.q.) di 900-1000 mg/Nm3 a 650 mg/Nm3).

Progetto definitivo


Figura 3-5: Andamento emissioni gassose del Forno 3 di Robilante

- assicura minori emissioni di anidride carbonica; infatti, il recupero energetico di 1 t di CBN nel

forno da cemento consente sia di evitare 1,75 t di emissioni CO2, ascrivibili al risparmio di una

quota percentuale di carbone e alle emissioni di metano per smaltimento in discarica. (cfr. studi

Life Cycle Assessment), sia di ridurre le emissioni indirette di CO2 ascrivibili ai minori consumi di

energia elettrica per la macinazione del carbone in pezzatura, direttamente proporzionale alla

percentuale di sostituzione calorica

- persegue anche gli obiettivi che l’Italia si è impegnata a rispettare fin dal 1997 con la ratifica del

Protocollo di Kyoto, grazie alla minore generazione di gas ad effetto serra (correlata alla “fonte

rinnovabile”, identificabile nella quota di contenuto biogenico presente nel CBN).

In questo contesto, la quota di sostituzione calorica prevista dalla Cementeria è perfettamente

allineata con gli impegni definiti dal PNA italiano.

Infatti, la Buzzi Unicem di Vernasca, con una capacità produttiva di 900.000 t/anno di clinker,

rappresenta il 2,8% della produzione nazionale.

Conseguentemente, per perseguire il target nazionale di riduzione, la Cementeria dovrebbe

contribuire riducendo le proprie emissioni di CO2 di circa 60.000 t/anno, attraverso il coincenerimento

nel forno di cottura clinker di CBN e/o biomasse (farine animali), in sostituzione dei combustibili fossili

convenzionali.

Progetto definitivo


Tenendo conto dei risultati delle indagini analitiche, eseguite dalla Stazione Sperimentale dei

Combustibili di Milano, sui combustibili utilizzati dal settore cemento italiano, il petcoke, combustibile

fossile tradizionale più utilizzato nei forni da cemento, ha un fattore di emissione pari a 93 kgCO2/GJ

(ovvero 3,21 tCO2/t), mentre il CBN è caratterizzato da un fattore di emissione di circa 43 kgCO2/GJ

(ovvero 0,95 tCO2/t), inferiore di oltre la metà di quello del combustibile fossile tradizionale, a parità di

energia termica generata.

Pertanto, il risparmio di 60.000 t di CO2/anno, può essere conseguito attraverso la sostituzione del

fabbisogno termico annuale derivante da circa 35.000 t di petcoke, che emettono in atmosfera

112.000 t di CO2, con circa 54.000 t di CBN, che emettono 52.000 t di CO2.

Infine, potrebbe consentire all’Italia di ottenere importanti miglioramenti sia nella raccolta

differenziata (media nazionale pari al 35%), sia nella sensibile riduzione dello smaltimento di rif iuti solidi

urbani in discarica (nel 2012 pari a circa 50%), attraverso l’incremento del recupero energetico.

Questa strategia ricalca esattamente le Best Practices implementate nei Paesi UE più virtuosi, quali

Austria, Germania, Olanda e Svezia, che individuano - come mix ottimale per la gestione dei rifiuti e

per annullare completamente il ricorso alla discarica - il 50-60% di raccolta differenziata (da destinare

a riuso, riciclo e compostaggio) e 40-50% di recupero termico.

Tabella 3-6: Quantificazione del recupero energetico

VERNASCA - QUANTIFICAZIONE RECUPERO ENERGETICO MASSIMO

DenominazioneCombustibile

PCIMJ/Kg

Riferimentonormativo

QuantitàStoccata

tonQuantità recuperata (1)

Forno

- 2.800 t/g clk

- 3.300 MJ/ t clk

t/anno t/h maxTest. Prec.

CarboNeXT® 18/22 prodotto

30(tramoggia)

+ 400(semirimorchi)

60.000 2,5 - 3,5 4 - 5

Farine animali 15/17 CER 02.02.03 100(silo) 15.000 1,5 - 2,5 -

Totale 75.000 5 - 9,5

% sostituzione calorica oraria 50%

Progetto definitivo


Le garanzie di protezione ambientale connesse al recupero energetico di combustibili alternativi nel

forno di cottura sono basate sulle caratteristiche intrinseche del forno, identificabile come un vero e

proprio reattore chimico, regolato da specifiche condizioni termocinetiche e da peculiari parametri di

esercizio, quali altissime temperature (>1600 °C), elevato tenore di ossigeno, lunghi tempi (>20 sec) di

contatto tra materiale e gas esausti, forte turbolenza dei fumi ed ambiente basico.

3.2.4 Sistema di controllo in continuo delle emissioni (SME)

Nel paragrafo 1.5.2 del BRef “Reference Document on Best Available Techniques in the cement, lime

and magnesium oxide manufacturing industries” - rev. maggio 2010 e nel Piano M&C della vigente

AIA n. 367/2014, sono previsti controlli in continuo per O2, temperatura, pressione, portata, parametri

di processo, NH3 per SNCR, polveri NOx, SO2, CO, COT, HCl, HF e controlli periodici (con frequenza

almeno quadrimestrale) per PCDD/PCDF, PCB, IPA, Hg, metalli pesanti, etc.

Oltre al monitoraggio delle sostanze e dei parametri emissivi, il processo di cottura clinker è anche

dotato di un efficiente sistema automatizzato di misura e registrazione in continuo di:

- quantità di combustibili tradizionali ed alternativi consumati;

- temperatura dei gas nella camera di combustione, a mezzo pirometro ad infrarossi lungo il forno

rotante e termocoppie posizionate nel precalcinatore;

- segnalazioni di anomalie/rotture/malfunzionamenti degli impianti di alimentazione di combustibili e

dei sistemi di depolverazione.

Tutte le operazioni inerenti le attività di recupero energetico (ricevimento, stoccaggio, dosaggio,

alimentazione dei bruciatori) vengono gestite dagli addetti, sempre presenti (24 ore su 24) nella sala

centralizzata di comando e controllo della linea di cottura, attraverso la visualizzazione sul pannello

sinottico dei principali parametri operativi dell’impianto e delle eventuali segnalazioni di allarme.

L’alimentazione dei combustibili alternativi viene attivata con il forno in condizioni di regime, cioè

secondo parametri di temperatura, produzione e consumo di combustibile principale prefissati e tali

da garantire stabilità al processo e combustione completa.

Inoltre, per perseguire la massima eco-compatibilità ambientale, a seguito della realizzazione

dell’impianto di dosaggio del CBN in precalcinazione, si prevede comunque il rispetto delle

disposizioni dell’art. 8, comma 8 del D.Lgs. 133/2005, con blocco dell'alimentazione dei combustibili

non convenzionali qualora le condizioni di esercizio della linea di cottura non assicurino, in

precalcinazione, una temperatura >850°C (registrata da apposite termocoppie) oppure si riscontri i l

superamento tendenziale dei valori limite di emissione monitorati dallo SME, nonché nelle fasi di

avviamento e fermata della linea di cottura.

Progetto definitivo


3.2.5 Impianti e sistemi di ricevimento, stoccaggio ed alimentazione del “CarboNeXT®”

L’impianto specificatamente destinato alla co-combustione del CBN con gli altri combustibili

tradizionali (carbone fossile, petcoke, CAV) è univocamente individuato nel forno di cottura clinker

esistente, che, per assicurare la massima affidabilità ed efficacia di tale recupero energetico, non

necessita di alcun intervento di adeguamento strutturale e/o gestionale.

Unicamente il ricevimento e lo stoccaggio del CBN vengono effettuati in impianti specifici (tramogge,

traportatori a coclea, etc.), posizionati in prossimità della linea di cottura clinker.

Queste attrezzature ausiliarie costituiscono una struttura integrata negli impianti di produzione della

Cementeria e, pertanto, possono usufruire di tutti i macchinari, infrastrutture e servizi facenti parte

della stessa Unità Produttiva.

L’impianto di ricezione, posizionato presso il preriscaldatore a cicloni, è costituito da :

- n. 3 corsie (con predisposizione di eventuale 4^ corsia, ove necessaria) per lo scarico del CBN

da appositi semirimorchi, attrezzati con piano mobile ad azionamento automatico;

- sistema di trasporto a coclee;

- trasportatore a catena trascinante chiusa per l’alimentazione della stazione di dosaggio e

pesatura;

- impianto di depolverazione per la eliminazione delle potenziali fonti di polverosità diffusa

(E43 - 20.000 Nm3/h)

L’impianto di dosaggio, adiacente alla torre del preriscaldatore a cicloni, è costituito da :

- tramoggia metallica (30 mc), dotata di misuratore di livello e di filtro di depolverazione

(E44 - 10.000 Nm3/h);

- n. 2 trasportatori a coclea per estrazione dalla tramoggia;

- n. 2 nastri pondero-dosatori in gomma, completamente chiusi (portata max 10 t/h cad.),

dotati di nastro in verticale, che funziona da regolatore altezza dello strato;

- n. 2 rotocelle a tenuta per l’alimentazione della linea di trasporto pneumatico del CBN in

parte al bruciatore principale del forno e in parte al bruciatore secondario del precalcinatore;

- bruciatore in testata formo, con n. 1 soffiante;

- bruciatore in precalcinazione, con n. 2 soffianti.

Progetto definitivo


Figura 3-6: Bilancia estrattrice

Figura 3-7: Trasporto pneumatico ai bruciatori del forno

Il CBN viene conferito in Cementeria e movimentato a mezzo trattore e semirimorchi chiusi (da 80

m3/cad), che assolvono quindi alla funzione principale di "messa in riserva" (per cui la Cementeria non

necessita di aree di stoccaggio interne) e sono dotati di un particolare sistema di carico/scarico

automatico orizzontale a pianale mobile con azionamento idraulico.

Progetto definitivo


Figura 3-8: Trasporto CBN in Cementeria

Figura 3-9: Semirimorchio “sliding floor”

Progetto definitivo


Il semirimorichio “sliding floor”, una volta staccato dalla motrice, viene collegato all’impianto di

ricevimento e ne diventa parte integrante.

Figura 3-10: Stazioni di ricevimento semirimorchi

Ogni semirimorchio è dotato di centralina elettro-idraulica destinata ad alimentare le varie utenze,

quali pianale mobile, cilindri di azionamento, bloccaggio di sicurezza in assenza del trattore,

centralina elettrica per la gestione di tutte le utenze, movimentazione e regolazione della velocità

pianale; le funzioni sono comandate in remoto ed idonei sensori e sistemi di controllo, installati a

bordo del semirimorchio, permettono il relativo riscontro da parte dell'operatore.

Il sistema di ricevimento e dosaggio è dimensionato per 30 mc/ora, così da poter gestire un'ampia

varietà di materiali, con peso specifico variabile da 0,2 a 0,6 t/mc, e garantire la massima

omogeneità e costanza di alimentazione, attraverso adeguati sistemi di dosaggio ponderale.

Inoltre, l'impianto è dotato di numerosi dispositivi di sicurezza, quali serranda a ghigliottina, posizionata

allo scarico nello scambiatore a cicloni (per protezione a seguito di fermata improvvisa del forno),

barriere elettroniche nel punto di scarico degli automezzi, nonché opportune passerelle che

consentono l'accesso in sicurezza alle varie macchine per controlli e manutenzione.

Tutti gli impianti saranno stagni a polvere ed acqua e saranno compresi tra le attività soggette al

controllo VV.F.F., secondo l'elenco dell’Allegato 1 del DPR 1/08/2011 n. 151, nonché sottoposti alle

periodiche verifiche ispettive.

Progetto definitivo


L'impianto di ricevimento, estrazione e dosaggio del CBN ai bruciatori verrà gestito dal calcolatore di

processo, nell'ambito dei controlli di gestione e di sicurezza previsti nel ciclo produttivo della linea di

cottura clinker.

Figura 3-11: CDR e CBN

L'area di ricevimento e movimentazione del CBN sarà dotata di sistema di raccolta e trattamento

delle acque di dilavamento; queste verranno convogliate nella rete fognante della Cementeria,

attrezzata, prima di immettersi nel corpo idrico superficiale, di idoneo sistema di depurazione

meccanica, realizzato secondo le disposizioni della DG.R. 14/2/2005 n. 286 e composto da una vasca

per la raccolta delle acque di prima pioggia e da una vasca aggiuntiva per il trattamento

dell’acqua di dilavamento.

Le acque così trattate verranno convogliate nel corpo idrico superficiale (scarico S2).

Negli Allegati (1÷4 e 9) sono riportati pianta, sezioni e schemi dell’impianto di ricevimento, stoccaggio

e dosaggio del CBN, nonché le schede filtri.

Progetto definitivo


3.2.6 By-pass del cloro

Il recupero energetico di combustibili alternativi può comportare un incremento dell’immissione di

cloruri nel forno di cottura clinker, con conseguente formazione di incrostazioni nella torre di

preriscaldo a cicloni ed esercizio perturbato dell’Impianto.

Per sopperire a questi inconvenienti, verrà installato l'impianto di by-pass, che comporta lo spillamento

di una parte dei gas caldi nella zona di ingresso forno (fino a 8.000 Nm3/h a 1.000-1.100 °C), il loro

raffreddamento ad una temperatura di circa 200 °C (idonea alla condensazione del cloro contenuto

nei gas esausti del processo di cottura clinker) tramite l’utilizzo di aria ambiente, la separazione delle

polveri tramite filtro a maniche in fibra di vetro per alte temperature (E45 - 65.000 Nm3/h).

Le polveri del by-pass saranno recuperate attraverso il loro trasporto allo esistente silo di stoccaggio

per successivo riutilizzo nella macinazione cemento, depolverato con filtro a maniche esistente e già

autorizzato (E54 - 3.500 Nm3/h).

I gas depolverati sararnno invece convogliati al camino unico della linea di cottura clinker (E 8).

L’utilizzo degli effluenti provenienti dal raffreddatore clinker per ridurre la temperatura dei gas di by-

pass permette di non incrementare la quantità complessiva delle emissioni della linea di cottura (pari

a 400.000 Nm3/h) in condizioni di esercizio di marcia combinata (forno + molino crudo), in quanto si

tratta di un preventivo recupero e riciclo di gas che sarebbero, comunque, emessi dal sistema.

L’impianto di spillamento, il trasporto ed il dosaggio delle polveri ottenute verrà gestito dal calcolatore

di processo, nell’ambito dei controlli di gestione e di sicurezza previsti nel ciclo produttivo della linea di

cottura del clinker.

Nell’Allegato 5 è riportato il flow sheet del forno con by-pass cloro.

Date post:	14-Jul-2020
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