Caldaie

Utilizzazione degli oli vegetali in caldaia

Gli oli potrebbero essere utilizzati anche con bruciatori convenzionali in sostituzione del gasolio industriale o per riscaldamento.

Questo tipo di soluzione si pone interessante per alcuni motivi sostanziali:

1. il prezzo del combustibile fossile sostituito è frequentemente molto simile a quello del gasolio da autotrazione, quindi soggetto all'applicazione di accise elevate;
2. l'utilizzazione dell'olio in caldaia richiede l'organizzazione di una filiera agro-energetica molto semplice e che può chiudersi direttamente in ambito rurale, dove produttori di combustibile e utilizzatori possono essere molto vicini tra loro (o addirittura coincidere). Ciò si dovrebbe riflettere in sensibili economie di produzione e in bilanci energetici favorevoli;
3. le eventuali modifiche dei bruciatori o gli interventi di manutenzione sugli impianti termici sono meno impegnativi di quelli richiesti dai motori. Gli utenti, quindi, potrebbero essere più invogliati ad utilizzare il combustibile alternativo.

In questo filone si inserisce una recente ricerca promossa dalla Home-Grown Cereals Autority (UK) finalizzata alla verifica della fattibilità dell'utilizzo energetico di olio di colza prodotto anche con tecnologie molto semplici (estrazione meccanica con piccole unità e filtrazione del prodotto).

Per i bruciatori industriali è stato preso in considerazione il modello NOH 13-23 della Nu-Way (147-542 kW) montato su una camera di combustione cilindrica del diametro di 0,6 m e lunga 4 m (raffreddamento ad acqua).

Utilizzando olio grezzo di colza (potere calorifico inferiore: 35,7 MJ/dm3 - 39,2 MJ/kg; flashpoint: 320ºC; viscosità: 27 cSt a20ºC e 19 cSt a 60ºC) è risultato che:

1. la geometria degli ugelli di atomizzazione deve essere leggermente differente da quella utilizzata per il gasolio (45º nel primo caso contro i nomali 60º del secondo);
2. la temperatura ottimale di preriscaldamento del combustibile è di 65ºC, mentre la pressione di atomizzazione di 2,2 MPa;
3. con il funzionamento in continuo, la combustione è molto simile a quella ottenibile con gasolio da autotrazione e non dà origine a nessun tipo di problema.
4. i corrispondenti valori delle emissioni gassose sono molto interessanti. La fumosità è sempre molto bassa (valori indice nulli sono molto frequenti). Gli ossidi di azoto sono ridotti (45-55 ppm) rispetto all'utilizzo di gasolio (60-70 ppm), così come il monossido di carbonio (7-10 ppm);
5. con il funzionamento on-off (cicli con 10 minuti on e 5 minuti off), si nota un certo accumulo di olio nella camera di combustione dovuto al fatto che la fiamma si sviluppa dopo 1-1,5 s dall'inizio della atomizzazione del combustibile (ciò a causa dell'elevato valore del flashpoint). L'inconveniente viene ridotto utilizzando una miscela olio-gasolio al 50% o utilizzando gasolio per i primi secondi di accensione della fiamma (sono disponibili appositi sistemi che consentono l'utilizzo di due combustibili) o, ancora, utilizzando l'olio per applicazioni dove la temperatura delle pareti della camera di combustione è superiore a 100-150ºC (esempio: produzione di vapore).

Con un bruciatore commerciale di tipo domestico (60 kW) i risultati sono stati deludenti, in quanto non si è riusciti ad ottenere una una buona accensione del combustibile anche con miscele al 50% di gasolio. Ricorrendo, invece, a miscele al 50% di kerosene, l'accensione è soddisfacente e non risulta necessario il pre-riscaldamento.

A questo riguardo, tuttavia, va segnalato che la MAN Brennerbau (D) commercializza una serie di bruciatori del tipo "fiamma blu" (15-60 kW) progettati per funzionare con olio di colza. In essi, parte dei gas caldi prelevati dalla parte posteriore della fiamma vengono ricircolati alla base dell'ugello di atomizzazione. Ciò aiuta la vaporizzazione delle gocce di combustibile prima della loro ignizione. Si tratta di una soluzione che viene normalmente adottata per contenere le emissioni di NOx e che ben si combina con le caratteristiche dell'olio di colza. La MAN, comunque, consiglia di utilizzare miscele olio-gasolio al 40% di olio. Di contro, la Dunphy Burners (UK) ha a disposizione bruciatori con fiamma pilota permante (alimentata a gas) in grado di utilizzare olio puro.