IT201600108933A1 - A plant and a method to convert a carbonaceous raw material into electricity and a high purity carbon dioxide gas flow - Google Patents

A plant and a method to convert a carbonaceous raw material into electricity and a high purity carbon dioxide gas flow

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IT201600108933A1
IT201600108933A1 IT102016000108933A IT201600108933A IT201600108933A1 IT 201600108933 A1 IT201600108933 A1 IT 201600108933A1 IT 102016000108933 A IT102016000108933 A IT 102016000108933A IT 201600108933 A IT201600108933 A IT 201600108933A IT 201600108933 A1 IT201600108933 A1 IT 201600108933A1
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syngas
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Porta Gianmaria La
Massimo Bertoldi
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Sofc Syngas S R L
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Description

“UN IMPIANTO E UN METODO PER CONVERTIRE UNA MATERIA PRIMA CARBONIOSA IN ELETTRICITÀ E IN UN FLUSSO GASSOSO DI DIOSSIDO DI CARBONIO AD ELEVATA PUREZZA” "A PLANT AND A METHOD TO CONVERT A CARBON RAW MATERIAL INTO ELECTRICITY AND A HIGH PURITY CARBON DIOXIDE GASEOUS FLOW"

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione riguarda un impianto per convertire una materia prima carboniosa, sia un rifiuto, un combustibile fossile oppure una biomassa, in elettricità ed in un flusso gassoso separato di diossido di carbonio ad elevata purezza, pronto per applicazioni di cattura e sequestro di anidride carbonica oppure di recupero incrementato di petrolio, nonché un metodo eseguito con un tale impianto. The present invention relates to a plant for converting a carbonaceous raw material, be it a waste, a fossil fuel or a biomass, into electricity and a separate high purity carbon dioxide gaseous stream, ready for carbon dioxide capture and sequestration applications. or incremental oil recovery, as well as a method performed with such a facility.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Oggigiorno, uno dei principali problemi da affrontare nel mercato energetico è la conversione di materie prime carboniose in energia elettrica, con una limitata emissione di diossido di carbonio nell'atmosfera. Today, one of the main problems to be faced in the energy market is the conversion of carbonaceous raw materials into electrical energy, with a limited emission of carbon dioxide into the atmosphere.

Questo problema insieme alla necessità di trovare nuovi metodi di smaltimento dei rifiuti hanno portato allo sviluppo di impianti o metodi per cogenerare energia elettrica insieme a calore e comprendenti una unità o fase di gassificazione di materia prima carboniosa ed una unità o fase di utilizzo della materia prima gassificata, per generare elettricità e calore utile, mediante generatori convenzionali come motori a combustione interna. This problem together with the need to find new waste disposal methods have led to the development of plants or methods for cogenerating electricity together with heat and including a carbonaceous raw material gasification unit or phase and a raw material utilization unit or phase. gasified, to generate electricity and useful heat, using conventional generators such as internal combustion engines.

SCOPI DELL’INVENZIONE AIMS OF THE INVENTION

Uno scopo della presente invenzione è di fornire un nuovo impianto ed un nuovo metodo per convertire con efficienza elevata una materia prima carboniosa in elettricità, alimentando il gas di sintesi (syngas) in una cella a combustibile, in particolare una Cella a Combustibile ad Ossido Solido. An object of the present invention is to provide a new plant and a new method for converting a carbonaceous raw material into electricity with high efficiency, by feeding the synthesis gas (syngas) into a fuel cell, in particular a Solid Oxide Fuel Cell. .

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto ed un metodo come indicato sopra, che consentano di ottenere una produzione combinata di elettricità e calore, con nessuna oppure con emissione minimizzata di CO2 nell'atmosfera. Another object of the present invention is to provide a plant and a method as indicated above, which allow to obtain a combined production of electricity and heat, with no or minimized emission of CO2 into the atmosphere.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto ed un metodo in grado di essere utilizzati in un’applicazione di cattura e stoccaggio di anidride carbonica oppure di recupero incrementato di petrolio. Another purpose of the present invention is to provide a plant and a method capable of being used in an application of capture and storage of carbon dioxide or of increased recovery of oil.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un impianto ed un metodo economici, per trattare termicamente i rifiuti, adatti alla cogenerazione di energia elettrica e calore. Another object of the present invention is to provide an economical plant and method for thermally treating waste, suitable for the cogeneration of electricity and heat.

Secondo un primo aspetto della presente invenzione, si propone un impianto secondo la rivendicazione 1. According to a first aspect of the present invention, a plant according to claim 1 is proposed.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, si propone un metodo secondo la rivendicazione 11. According to another aspect of the present invention, a method according to claim 11 is proposed.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono ad esempi di realizzazione preferiti e vantaggiosi dell’invenzione. The dependent claims refer to preferred and advantageous embodiments of the invention.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Questi ed altri vantaggi possono essere meglio spiegati e compresi dalla seguente descrizione e dal disegno allegato, dato a titolo di esempio non limitativo, in cui: These and other advantages can be better explained and understood by the following description and the attached drawing, given as a non-limiting example, in which:

- le figure da 1 a 3 illustrano rispettivi esempi di realizzazione di un impianto secondo la presente invenzione. Figures 1 to 3 illustrate respective examples of embodiment of a plant according to the present invention.

ESEMPI DI REALIZZAZIONE DELL’INVENZIONE EXAMPLES OF REALIZATION OF THE INVENTION

Con riferimento alle figure allegate, si è illustrato un impianto o sistema ad isola di potenza 1 per la conversione di materia prima carboniosa in elettricità ed in un flusso di gas separato di diossido di carbonio (CO2), pronto per un’applicazione di cattura e sequestro di anidride carbonica oppure di recupero incrementato di petrolio, secondo la presente invenzione, che comprende almeno una prima unità o sistema di trattamento 2, progettato per gassificare materie prime carboniose, sia allo stato solido che liquido, fornite ad esempio ad una temperatura compresa tra 20°C e 60°C, preferibilmente pari a circa 40°C, così da ottenere un flusso di syngas o gas di sintesi contenente monossido di carbonio ed idrogeno, almeno una Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, comprendente almeno una sezione anodo 4a ed almeno una sezione catodo 4b ed atta a ricevere in ingresso, in corrispondenza della sezione anodo 4a, il flusso di syngas, ad esempio fornito ad una temperatura compresa tra 600°C e 800°C, preferibilmente di circa 700°C ed, in corrispondenza della sezione catodo 4b, un flusso di aria, fornito ad esempio ad una temperatura compresa tra 550°C e 750°C, preferibilmente pari a circa 650-700°C, e (disposti) per produrre, in corrispondenza della sezione anodo 4a rispettivi gas di uscita, per esempio ad una temperatura variabile tra 700°C ed 850°C, preferibilmente pari a circa 750-800°C e, in corrispondenza della sezione catodo 4b, una miscela di O2 ed N2. With reference to the attached figures, a power island plant or system 1 for the conversion of carbonaceous raw material into electricity and into a separate gas stream of carbon dioxide (CO2) has been illustrated, ready for a capture and sequestration of carbon dioxide or increased recovery of petroleum, according to the present invention, which comprises at least a first unit or treatment system 2, designed to gasify carbonaceous raw materials, both in solid and liquid state, supplied for example at a temperature between 20 ° C and 60 ° C, preferably equal to about 40 ° C, so as to obtain a flow of syngas or synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, at least one Solid Oxide Fuel Cell 4, comprising at least one anode section 4a and at least one cathode section 4b and adapted to receive, at the inlet, at the anode section 4a, the flow of syngas, for example supplied at a temperature of between 600 ° C and 800 ° C, preferably about 700 ° C and, at the cathode section 4b, a flow of air, supplied for example at a temperature between 550 ° C and 750 ° C, preferably equal to about 650-700 ° C , and (arranged) to produce, at the anode section 4a respective outlet gases, for example at a temperature ranging between 700 ° C and 850 ° C, preferably equal to about 750-800 ° C and, at the cathode section 4b, a mixture of O2 and N2.

Preferibilmente, il syngas comprende una miscela di CH4, CO, CO2, H2 e H2O ed eventualmente altri contaminanti come definiti nella tabella seguente: Componente del syngas Min [%Vol] Max [%Vol] Preferably, the syngas comprises a mixture of CH4, CO, CO2, H2 and H2O and possibly other contaminants as defined in the following table: Syngas component Min [% Vol] Max [% Vol]

CO 30,0 60,0 CO 30.0 60.0

H 25,0 60,0 H 25.0 60.0

H2O 2,0 30,0 H2O 2.0 30.0

CO2 5,0 20,0 CO2 5.0 20.0

Gas Inerti 0,2 1,0 Inert gases 0.2 1.0

CH4 0,0 5,0 CH4 0.0 5.0

N2 0,5 4,0 N2 0.5 4.0

H2S 0,1 ppm 1,0 ppm H2S 0.1 ppm 1.0 ppm

COS 0,0 ppm 0,2 ppm COS 0.0 ppm 0.2 ppm

Altri 0,0 0,3 Others 0.0 0.3

I gas di uscita possono includere invece una miscela di CO, CO2, H2 ed H2O. The output gases may instead include a mixture of CO, CO2, H2 and H2O.

La quantità di combustibile che viene convertita dalla Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, cioè l’utilizzo di combustibile, varia tra 0,5 e 0,95 oppure, preferibilmente, tra 0,70 e 0,85. The amount of fuel that is converted from the Fuel Cell to Solid Oxide 4, i.e. the use of fuel, varies between 0.5 and 0.95 or, preferably, between 0.70 and 0.85.

L'impianto 1 comprende inoltre almeno un’unità di combustione a ossigeno 5, progettata per combinare i gas di uscita con un flusso di O2, ad esempio alimentato ad una temperatura variabile tra 10°C e 40°C, preferibilmente pari a circa 25°C, al fine di generare rispettivi gas di scarico, ad esempio comprendenti una miscela di CO2 e di H2O, ed opzionalmente, almeno un’unità scambiatrice di calore 6 predisposta per ricevere in ingresso i gas di scarico e raffreddare gli stessi per un recupero di energia. The plant 1 also comprises at least one oxygen combustion unit 5, designed to combine the output gases with a flow of O2, for example fed at a variable temperature between 10 ° C and 40 ° C, preferably equal to about 25 ° C, in order to generate respective exhaust gases, for example comprising a mixture of CO2 and H2O, and optionally, at least one heat exchanger unit 6 arranged to receive the exhaust gases at the inlet and cool them for recovery of energy.

L’unità di combustione a ossigeno 5 è oppure può essere posta in comunicazione di fluido con una adatta sorgente di O2 (SO). L’unità di combustione a ossigeno 5 è principalmente progettata per completare la combustione dei gas di scarico, come idrogeno non reagito elettro-chimicamente e monossido di carbonio, provenienti dalla sezione anodo 4a. The oxygen combustion unit 5 is or can be placed in fluid communication with a suitable source of O2 (SO). The oxygen combustion unit 5 is mainly designed to complete the combustion of exhaust gases, such as electro-chemically unreacted hydrogen and carbon monoxide, coming from the anode section 4a.

Il calore ottenuto dalla sezione anodo 4a e dal sistema di combustione ad ossigeno potrebbe, se lo si desidera, essere impiegato da un ciclo di generazione di elettricità comprendente un generatore di vapore a recupero di calore e una turbina a vapore oppure un generatore a Ciclo Rankine Organico, che è un sistema per la produzione di potenza elettrica aggiuntiva a partire da sorgenti di calore di recupero. The heat obtained from the anode section 4a and the oxygen combustion system could, if desired, be used by an electricity generation cycle comprising a heat recovery steam generator and a steam turbine or a Rankine cycle generator. Organic, which is a system for the production of additional electrical power from recovery heat sources.

La potenza termica ottenibile con un impianto secondo la presente invenzione può variare tra 50 e 2000 MWth (Mega Watt termici), o preferibilmente da 50 a 500-800 MWth di energia chimica trasportata dal syngas. The thermal power obtainable with a plant according to the present invention can vary between 50 and 2000 MWth (thermal megawatt), or preferably from 50 to 500-800 MWth of chemical energy transported by the syngas.

L’isola di potenza è probabilmente costituita da un insieme di moduli SOFC, ciascuno comprendente gli elementi all’interno della linea tratteggiata. Tale insieme potrebbe essere racchiuso in un involucro isolato termicamente e denominato ("Hot Box”), mentre il combustore a ossigeno può essere al di fuori delle Hot Box e servire molteplici SOFC. Il singolo modulo SOFC può avere una capacità di 50-200 kWe DC. The power island is probably made up of a set of SOFC modules, each including the elements within the dotted line. This set could be enclosed in a thermally insulated enclosure called ("Hot Box"), while the oxygen combustor can be outside the Hot Box and serve multiple SOFCs. The single SOFC module can have a capacity of 50-200 kWe A.D.

Per quanto riguarda i collegamenti dei componenti o delle unità dell’impianto, l'impianto 1 comprende almeno un primo condotto o linea 7 per convogliare materia prima carboniosa verso la prima unità di trattamento 2, un secondo condotto o linea 8 per alimentare vapore, per esempio ad una temperatura compresa tra 600°C ed 800°C, preferibilmente da circa 650°C a 700°C, verso la prima unità di trattamento 2, da utilizzare come agente fluidificante nel sistema di gassificazione, un terzo condotto o linea 9, per trasferire syngas dalla prima unità di trattamento 2 alla Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, ed un quarto condotto o linea 10, per trasportare i gas di uscita dalla Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4 all’unita di combustione ad ossigeno 5. As regards the connections of the components or units of the plant, the plant 1 comprises at least a first duct or line 7 to convey carbonaceous raw material to the first treatment unit 2, a second duct or line 8 to supply steam, for for example at a temperature between 600 ° C and 800 ° C, preferably from about 650 ° C to 700 ° C, towards the first treatment unit 2, to be used as a fluidifying agent in the gasification system, a third duct or line 9, to transfer syngas from the first treatment unit 2 to the Solid Oxide Fuel Cell 4, and a fourth duct or line 10, to transport the output gases from the Solid Oxide Fuel Cell 4 to the oxygen combustion unit 5.

La Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4 è strutturata in modo che i flussi di gas di uscita dall'anodo e dal catodo siano mantenuti separati. The Solid Oxide Fuel Cell 4 is structured so that the gas flows leaving the anode and the cathode are kept separate.

Opzionalmente, l'impianto 1 comprende un quinto condotto o linea 11 per trasmettere i gas di scarico all’unità scambiatrice di calore 6, e/o un sesto condotto o linea 12 per convogliare un flusso di O2 dalla sorgente di O2 (SO) all’unità di combustione a ossigeno 5. Il flusso di O2 viene anche utilizzato per alimentare il sistema o dispositivo di gassificazione, come agente ossidante attraverso un rispettivo condotto 12a. L'O2 può essere prodotto da una unità di separazione d’aria o ASU. Optionally, the plant 1 comprises a fifth duct or line 11 to transmit the exhaust gases to the heat exchanger unit 6, and / or a sixth duct or line 12 to convey a flow of O2 from the source of O2 (SO) to the Oxygen combustion unit 5. The O2 flow is also used to feed the gasification system or device, as an oxidizing agent through a respective conduit 12a. The O2 can be produced by an air separation unit or ASU.

Chiaramente, il primo condotto o linea 7 è o può essere posto in comunicazione di fluido con o connesso ad una idonea sorgente W di materia prima carboniosa, mentre il secondo condotto o linea 8 è o può essere posto in comunicazione di fluido con o connesso ad una idonea sorgente S di vapore (si veda in particolare la figura 3). Il vapore può anche essere ottenuto mediante l’unita generatore di vapore a recupero di calore 28 (si vedano in particolare le figure 1 o 2). Clearly, the first duct or line 7 is or can be placed in fluid communication with or connected to a suitable source W of carbonaceous raw material, while the second duct or line 8 is or can be placed in fluid communication with or connected to a suitable source S of steam (see in particular Figure 3). The steam can also be obtained by means of the heat recovery steam generator unit 28 (see in particular Figures 1 or 2).

Il secondo condotto o linea 8 potrebbe anche diramarsi in due rispettivi condotti 8a, 8b, uno 8a che entra nella prima unità di trattamento 2 e l'altro 8b che sfocia nel terzo condotto 9 o nella sezione ad anodo 4a. The second duct or line 8 could also branch into two respective ducts 8a, 8b, one 8a which enters the first treatment unit 2 and the other 8b which flows into the third duct 9 or the anode section 4a.

Il materiale da trattare in un impianto e in un metodo secondo la presente invenzione, comprende un numero di materie prime carboniose, includenti ma non limitate a biomassa sia vergine che di scarto, rifiuti solidi urbani ed industriali, scarti petrolchimici o industriali e combustibili solidi fossili. The material to be treated in a plant and in a method according to the present invention comprises a number of carbonaceous raw materials, including but not limited to both virgin and waste biomass, municipal and industrial solid waste, petrochemical or industrial waste and solid fossil fuels. .

Con riferimento ora più in particolare alla prima unità di trattamento 2, essa comprende almeno un dispositivo di gassificazione (non illustrato in dettaglio) atto a trattare la materia prima carboniosa, in presenza di ossigeno e vapore, per produrre syngas grezzo o gas di sintesi grezzo e un char (vale a dire componenti non combusti della fase gassosa) e/o almeno un dispositivo di pirolisi atto a trattare la materia prima carboniosa, per produrre syngas grezzo o gas di sintesi grezzo e un char. With reference now more particularly to the first treatment unit 2, it comprises at least one gasification device (not illustrated in detail) suitable for treating the carbonaceous raw material, in the presence of oxygen and steam, to produce raw syngas or raw synthesis gas and a char (i.e. unburned components of the gas phase) and / or at least one pyrolysis device adapted to treat the carbonaceous raw material, to produce crude syngas or crude synthesis gas and a char.

La prima unità di trattamento 2 comprende inoltre un’unità di pulizia del syngas (non mostrata in dettaglio), progettata per trattare il syngas grezzo e il char a temperatura elevata, allo scopo di distruggere o ridurre (preferibilmente al di sotto di 5 ppm o più preferibilmente al di sotto di 1 ppm) il catrame (tar) in esso contenuto, così da renderlo adatto ad alimentare la Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4. The first treatment unit 2 further comprises a syngas cleaning unit (not shown in detail), designed to treat the raw syngas and char at a high temperature, in order to destroy or reduce (preferably below 5 ppm or more preferably below 1 ppm) the tar (tar) contained in it, so as to make it suitable for feeding the Solid Oxide Fuel Cell 4.

La prima unità di trattamento 2 comprende preferibilmente un sistema di gassificazione termica per convertire la materia prima in syngas grezzo, in presenza di vapore ed ossigeno, ed un’unità di trattamento al plasma, separata dall'unità di gassificazione, di tale syngas grezzo. L’unità di trattamento al plasma condiziona il syngas grezzo, opzionalmente in presenza di ossigeno e ad una temperatura di 1200 - 1500°C, preferibilmente 1350°C, in presenza di luce ultravioletta intensa, in modo tale che le catene lunghe dei composti di carbonio siano ridotte a semplici molecole di monossido di carbonio e di idrogeno e che le ceneri di fondo del gassificatore siano fuse in una scoria. L’unità di raffreddamento e di pulizia del syngas trattato al plasma può comprendere una combinazione di uno scambiatore di calore, previsto per raffreddare il flusso di syngas a 200-100°C, preferibilmente a 150°C, e dispositivi di pulizia termochimica, in modo tale da ottenere syngas purificato. The first treatment unit 2 preferably comprises a thermal gasification system to convert the raw material into raw syngas, in the presence of steam and oxygen, and a plasma treatment unit, separated from the gasification unit, of this raw syngas. The plasma treatment unit conditions the raw syngas, optionally in the presence of oxygen and at a temperature of 1200 - 1500 ° C, preferably 1350 ° C, in the presence of intense ultraviolet light, so that the long chains of the carbon are reduced to simple molecules of carbon monoxide and hydrogen and that the bottom ash of the gasifier is melted into a slag. The plasma-treated syngas cooling and cleaning unit may comprise a combination of a heat exchanger, designed to cool the syngas stream to 200-100 ° C, preferably 150 ° C, and thermochemical cleaning devices, in in such a way as to obtain purified syngas.

Una prima unità di trattamento secondo la presente invenzione può essere come insegnato dalla domanda internazionale pubblicata al numero WO2007000607A1. A first treatment unit according to the present invention can be as taught by the international application published under number WO2007000607A1.

La prima unità di trattamento 2 può, ad esempio, includere una serie di componenti, come un sistema di raffreddamento per gas, una rimozione di particolato, un sistema di pulizia del gas ad umido e/o un riscaldatore. The first treatment unit 2 may, for example, include a series of components, such as a gas cooling system, a particulate removal system, a wet gas cleaning system and / or a heater.

Il sistema di raffreddamento per gas o lo scambiatore di calore di scarto comprende preferibilmente uno scambiatore a recupero di calore, progettato per ridurre le temperature del syngas, da circa 1150°C a 150°C, e trasferire tale calore sensibile ad un olio diatermico da circa 150°C a 320°C. L'olio diatermico viene utilizzato da un ciclo Rankine organico per generare energia elettrica, a partire dal calore di scarto. The gas cooling system or waste heat exchanger preferably comprises a heat recovery exchanger, designed to reduce the temperatures of the syngas, from about 1150 ° C to 150 ° C, and transfer this sensitive heat to a heat transfer oil to be about 150 ° C to 320 ° C. Diathermic oil is used by an organic Rankine cycle to generate electrical energy, starting from waste heat.

Tale sistema di raffreddamento per gas include principalmente uno scambiatore a fascio tubiero percorso da olio, con le caratteristiche specifiche utilizzate nell'industria dei rifiuti e con particolare attenzione posta nei materiali da costruzione per una lunga vita di esercizio e per ridurre al minimo il tempo di inattività causato dall’accumulo di depositi e dalla corrosione. Una porzione del calore trasferito all'olio diatermico può essere utilizzata per la generazione di vapore, mediante una caldaia a calore di recupero. Tale vapore può essere utilizzato come mezzo di gassificazione unitamente ad ossigeno, per fluidificare il letto del gassificatore. This gas cooling system mainly includes a shell and tube exchanger traversed by oil, with the specific characteristics used in the waste industry and with particular attention paid to construction materials for a long service life and to minimize the time of inactivity caused by the accumulation of deposits and corrosion. A portion of the heat transferred to the diathermic oil can be used for the generation of steam, by means of a recovery heat boiler. This steam can be used as a gasification medium together with oxygen, to fluidify the gasifier bed.

Il sistema di raffreddamento del gas può inoltre comprendere una tramoggia o tramogge per la rimozione delle polveri dallo scambiatore di calore. The gas cooling system can further comprise a hopper or hoppers for removing the powders from the heat exchanger.

Lo scambiatore a fascio tubiero percorso da olio può includere sistemi di pulitura, ad esempio sistemi di pulitura ad impulso. Per quanto riguarda il sistema di rimozione del particolato, si dovrebbe considerare che tale sistema di pulizia del gas, operante a 150-170°C, oltre a rimuove il particolato fine dal flusso di gas, neutralizza i gas acidi come l’acido cloridrico (HCl) ed l’anidride solforosa (SO2) e rimuove i vapori di metalli pesanti. The oil-flowed shell and tube exchanger may include cleaning systems, such as pulse cleaning systems. Regarding the particulate removal system, it should be considered that this gas cleaning system, operating at 150-170 ° C, in addition to removing fine particles from the gas stream, neutralizes acid gases such as hydrochloric acid ( HCl) and sulfur dioxide (SO2) and removes heavy metal vapors.

Il syngas può quindi essere fatto passare attraverso un filtro antiparticolato in ceramica, mediante un condotto isolato in cui sono iniettati bicarbonato di sodio e carbone attivo. Il condotto permette un tempo di permanenza ed una turbolenza sufficienti per consentire una buona reazione e la raccolta, fornendo velocità di cattura elevate per le componenti acide. Il particolato viene trattenuto sugli elementi del filtro ceramico e periodicamente rimosso utilizzando un sistema ad impulso inverso tramite getto di azoto. The syngas can then be passed through a ceramic particulate filter, through an insulated duct into which sodium bicarbonate and activated carbon are injected. The conduit allows sufficient residence time and turbulence to allow for good reaction and collection, providing high capture rates for acidic components. Particulate matter is retained on the ceramic filter elements and periodically removed using a reverse pulse system by means of a nitrogen jet.

Il syngas a 150°C entrerà quindi in un filtro ceramico, che è progettato per rimuovere i solidi e per consentire che avvenga la reazione tra bicarbonato di sodio e acido cloridrico ed anidride solforosa in fase gassosa dispersa. Si può anche aggiungere carbone attivo al flusso di gas in ingresso per adsorbire i metalli pesanti vaporizzati dalla materia prima nei processi a monte. The syngas at 150 ° C will then enter a ceramic filter, which is designed to remove solids and to allow the reaction between sodium bicarbonate and hydrochloric acid and sulfur dioxide in the dispersed gas phase to take place. Activated carbon can also be added to the incoming gas stream to adsorb vaporized heavy metals from the feedstock in upstream processes.

Con riferimento ora al sistema di pulizia del gas ad umido, esso può comprendere un primo stadio di raffreddamento del gas, in cui il gas è raffreddato da 170°C a 30°C, atto a condensare la maggior parte dell'umidità contenuta nel flusso di gas. Nel suo secondo stadio, si può utilizzare un sistema di scrubbing ad umido utilizzante un ossidante alcalino convenzionale, per rimuovere l’ H2S dal flusso di gas. With reference now to the wet gas cleaning system, it can comprise a first gas cooling stage, in which the gas is cooled from 170 ° C to 30 ° C, capable of condensing most of the moisture contained in the flow. of gas. In its second stage, a wet scrubbing system using a conventional alkaline oxidizer can be used to remove H2S from the gas flow.

Il sistema di pulizia del gas ad umido può includere un pacchetto di raffreddamento e desolforazione e/o un letto a carbone attivo. The wet gas cleaning system may include a cooling and desulfurization package and / or an activated carbon bed.

Per quanto riguarda in primo luogo il raffreddamento, il syngas dal filtro a secco contenente una quantità residua di acido cloridrico, acido solfidrico e anidride solforosa, può essere fatto passare in uno scrubber, dove viene raffreddato per contatto diretto con acqua fredda. As for cooling in the first place, the syngas from the dry filter containing a residual amount of hydrochloric acid, hydrogen sulphide and sulfur dioxide, can be passed into a scrubber, where it is cooled by direct contact with cold water.

Per quanto concerne il filtro a letto di carbone attivo, si può includere un contenitore a letto di carbone per catturare eventuali residui di metalli volatili e di zolfo nel syngas. Regarding the activated carbon bed filter, a carbon bed container can be included to capture any residual volatile metals and sulfur in the syngas.

Con riferimento ora al riscaldamento, il syngas saturato che lascia la colonna di desolforazione può essere fatto passare attraverso una unità di riscaldamento, per aumentare la temperatura del syngas, oltre il punto di saturazione. L'unità di riscaldamento può includere uno scambiatore di calore acqua/gas, con acqua calda derivante dal processo utilizzato per fornire la sorgente di calore. With reference now to heating, the saturated syngas leaving the desulfurization column can be passed through a heating unit to raise the syngas temperature beyond the saturation point. The heating unit may include a water / gas heat exchanger, with hot water from the process used to provide the heat source.

La temperatura del syngas in uscita dall’unità di riscaldamento sarà dipendente dalla soluzione utilizzata per l’isola di potenza. The temperature of the syngas leaving the heating unit will depend on the solution used for the power island.

Il sistema di raffreddamento e pulizia del syngas può essere dotato di uno o più ventilatori, ad esempio due ventilatori a tiraggio indotto o ventilatori ID. Il primo ventilatore ID può essere disposto fra il filtro anti-particolato ed il sistema di pulizia del gas a umido, mentre il secondo ventilatore ID (può essere disposto) tra il riscaldatore e l'isola di potenza. The syngas cooling and cleaning system can be equipped with one or more fans, for example two induced draft fans or ID fans. The first fan ID can be placed between the particulate filter and the wet gas cleaning system, while the second fan ID (can be arranged) between the heater and the power island.

Inoltre, si prevede l’utilizzo anche di un ossidatore termico 29, che è progettato per trattare tutti i gas di combustione e il syngas durante l'avviamento dell'impianto e per controllare (attraverso una adatta unità di controllo) l'interruzione della comunicazione di fluido tra la prima unità di trattamento 2 e la Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, nel caso in cui il syngas non è adatto, cioè se ha una composizione non soddisfacente predeterminati requisiti, necessari per alimentare il generatore della cella a combustibile. L'ossidatore termico 29 è specificato per garantire il rispetto dei criteri di tempo di residenza imposti dalla Direttiva sulle emissioni industriali (IED) richiedenti almeno 850°C, per un tempo di almeno 2 secondi. L'ossidatore termico è in grado di trattare il 100% della portata di syngas. Furthermore, the use of a thermal oxidizer 29 is also envisaged, which is designed to treat all the combustion gases and syngas during plant start-up and to control (through a suitable control unit) the interruption of communication. of fluid between the first treatment unit 2 and the Solid Oxide Fuel Cell 4, in the case in which the syngas is not suitable, that is, if it has an unsatisfactory composition predetermined requirements, necessary to power the generator of the fuel cell. Thermal oxidizer 29 is specified to ensure compliance with the residence time criteria imposed by the Industrial Emissions Directive (IED) requiring at least 850 ° C, for a time of at least 2 seconds. The thermal oxidizer is able to treat 100% of the syngas flow.

Il fluido trattato dall'ossidatore termico 29 può essere inviato ad uno sfiato VE. The fluid treated by the thermal oxidizer 29 can be sent to a vent VE.

Il syngas passa all'ossidatore termico prima di passare attraverso la testa del bruciatore e nella camera di combustione dell’ossidatore termico. Aria di combustione e diluizione viene aggiunta mediante il ventilatore del bruciatore. La geometria del sistema crea condizioni di flusso turbolento causando un’efficacie miscelazione dell'aria con il combustibile, dando luogo ad un rapido raggiungimento di una uniforme temperatura all'interno della camera di combustione. The syngas passes to the thermal oxidizer before passing through the burner head and into the combustion chamber of the thermal oxidizer. Combustion and dilution air is added by the burner fan. The geometry of the system creates turbulent flow conditions causing effective mixing of the air with the fuel, resulting in a rapid achievement of a uniform temperature inside the combustion chamber.

Quando l'ossidatore termico non è in uso, per trattare il gas di combustione o il syngas, sarà operativo un bruciatore di riserva, che mantiene la temperatura della zona primaria dell'ossidatore termico a 850°C. When the thermal oxidizer is not in use, to treat the flue gas or syngas, a backup burner will operate, which maintains the temperature of the primary zone of the thermal oxidizer at 850 ° C.

Il combustibile per l'ossidatore termico può essere gas di petrolio liquefatto (GPL), gas naturale oppure olio. The fuel for the thermal oxidizer can be liquefied petroleum gas (LPG), natural gas or oil.

Preferibilmente, l'impianto comprende un settimo condotto o linea 13 di ricircolo dei gas di uscita verso il condotto 9. La percentuale dei gas di uscita fatta ricircolare verso l'ingresso dipende dalla particolare composizione del syngas. Preferably, the plant comprises a seventh duct or line 13 for recirculating the outlet gases towards the duct 9. The percentage of the outlet gases recirculated towards the inlet depends on the particular composition of the syngas.

Per quanto riguarda la Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, essa vantaggiosamente comprende una batteria di diversi moduli stack di SOFC, ognuno integrante una o più pile, tipicamente da 1 a 20, preferibilmente da 1 a 8, ciascuna pila essendo costituita da un numero di celle tra 20 e 200, preferibilmente tra 50 a 100 elettricamente connesse in serie, che lavorano nell’intervallo di conversione del combustibile (Utilizzo di Carburante o FU) tra il 50% ed il 95%, preferibilmente tra 70% ed 85%. As regards the Solid Oxide Fuel Cell 4, it advantageously comprises a battery of several SOFC stack modules, each integrating one or more stacks, typically from 1 to 20, preferably from 1 to 8, each stack being made up of a number of cells between 20 and 200, preferably between 50 and 100 electrically connected in series, which work in the fuel conversion range (Use of Fuel or FU) between 50% and 95%, preferably between 70% and 85%.

Per ottimizzare l'integrazione termica e l'efficienza elettrica, diverse pile possono essere anche collegate in configurazione a cascata, cioè una in serie all'altra, rispetto al flusso di syngas. To optimize thermal integration and electrical efficiency, several stacks can also be connected in a cascade configuration, i.e. one in series with the other, with respect to the syngas flow.

Inoltre, al fine di ottimizzare l'integrazione termica e l'efficienza elettrica, le pile possono essere anche collegate in configurazione a cascata rispetto al flusso d'aria catodica. Furthermore, in order to optimize thermal integration and electrical efficiency, the batteries can also be connected in a cascade configuration with respect to the cathodic air flow.

Per ottimizzare l'integrazione elettrica, le pile possono essere collegate sia in serie che in parallelo. To optimize electrical integration, the batteries can be connected both in series and in parallel.

Inoltre, l'impianto 1 può essere dotato di almeno un’unità di recupero o di separazione di aria 14, alimentata con un flusso di aria, per esempio con una temperatura variabile da 10°C a 40°C, preferibilmente pari a circa 25°C, eventualmente per mezzo di un ottavo condotto o linea 15, il quale è in comunicazione di fluido o connesso o collegabile ad una adatta sorgente di aria A. L’unità di recupero di aria 14 è predisposta per generare il flusso di aria da alimentare attraverso un nono condotto o linea 16, in ingresso alla sezione a catodo 4b. Se lo si desidera, un condotto o linea di ritorno 17a, 17b è previsto per la distribuzione di O2 e N2 dalla sezione catodo 4b all’unità di recupero di aria 14 e, opzionalmente, dall'unità di recupero di aria 14 ad uno sfiato V. Furthermore, the plant 1 can be equipped with at least an air recovery or separation unit 14, fed with a flow of air, for example with a variable temperature from 10 ° C to 40 ° C, preferably equal to about 25 ° C, possibly by means of an eighth duct or line 15, which is in fluid communication or connected or connectable to a suitable source of air A. The air recovery unit 14 is designed to generate the flow of air from feed through a ninth duct or line 16, at the inlet to the cathode section 4b. If desired, a return duct or line 17a, 17b is provided for the distribution of O2 and N2 from the cathode section 4b to the air recovery unit 14 and optionally from the air recovery unit 14 to a vent V.

L'impianto 1 può anche includere un bruciatore di avvio 18 disposto per avviare il funzionamento della Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4. The plant 1 can also include a start burner 18 arranged to start the operation of the Solid Oxide Fuel Cell 4.

Il bruciatore di avvio 18 può essere alimentato da un flusso adatto, quale una miscela di gas naturali ed aria 19, ad esempio fornita ad una temperatura compresa da 10°C a 40°C, preferibilmente pari a circa 25°C, ed è progettato per inviare un adatto flusso riscaldante 20, ad esempio ad una temperatura compresa tra 600°C e 900°C, preferibilmente pari a circa 780°C-800°C, oppure segnali elettrici riscaldanti all’unità di recupero di aria 14 o alla sezione catodo 4b. Il bruciatore di avvio 18 è oppure può essere posto in comunicazione di fluido oppure connesso con una sorgente adatta NG di gas naturali ed aria. The start-up burner 18 can be fed by a suitable flow, such as a mixture of natural gas and air 19, for example supplied at a temperature ranging from 10 ° C to 40 ° C, preferably equal to about 25 ° C, and is designed to send a suitable heating flow 20, for example at a temperature between 600 ° C and 900 ° C, preferably equal to about 780 ° C-800 ° C, or electrical heating signals to the air recovery unit 14 or to the section cathode 4b. The starting burner 18 is or can be placed in fluid communication or connected to a suitable source NG of natural gas and air.

Tipicamente, un bruciatore di pre-miscelazione di gas naturale funziona con un Lambda, cioè l'eccesso di aria tra 1 e 1,3, preferibilmente tra 1,1 e 1,2. Typically, a natural gas pre-mix burner operates with a Lambda, i.e. the excess air between 1 and 1.3, preferably between 1.1 and 1.2.

L'ossigeno e l’azoto possono essere ottenuti per mezzo di impianti di generazione di ossigeno ed azoto. Oxygen and nitrogen can be obtained by means of oxygen and nitrogen generation plants.

Per quanto riguarda l'unità scambiatrice di calore 6, essa è progettata per sottoporre a scambio termico un primo flusso di H2O e CO2 proveniente dallo scarico del combustore a ossigeno 5 ed un secondo flusso di olio diatermico (si vedano le figure 1 e 2). L'impianto può ulteriormente comprendere una unità a Ciclo Rankine Organico 21 ed un generatore di vapore a recupero di calore 28. As regards the heat exchanger unit 6, it is designed to heat exchange a first flow of H2O and CO2 coming from the exhaust of the oxygen combustor 5 and a second flow of diathermic oil (see figures 1 and 2) . The plant may further comprise an Organic Rankine Cycle unit 21 and a heat recovery steam generator 28.

Più in particolare, l'impianto include un decimo condotto o linea 22 per fornire il primo flusso, ad esempio ad una temperatura compresa tra 250°C e 400°C, preferibilmente pari a circa 320°C, all’unità a Ciclo Rankine Organico 21, dopo di che, il primo flusso può essere ulteriormente raffreddato attraverso un generatore di vapore a recupero di calore 28 (si veda figura 1) prima di essere restituito all'unità scambiatrice di calore 6, mediante l'undicesimo condotto o linea 23, ad esempio ad una temperatura compresa tra 100°C e 300°C, preferibilmente pari a circa 150°C. Un dodicesimo condotto o linea 24 è anche previsto per alimentare il secondo flusso, ad esempio ad una temperatura compresa tra 200°C e 400°C, dall'unità scambiatrice di calore 6 alla successiva unità dell'impianto. A questo proposito, l'impianto 1 può anche includere un condensatore 25, asservito dal dodicesimo condotto o linea 24 e disposto per trattare il secondo flusso, dopo averlo fatto passare attraverso l'unità scambiatrice di calore 6 e per separare rispettivi componenti miscelati o contenuti in esso, ad esempio CO<2>e H2O, da trasportare a rispettive linee o condotti 26, 27. More particularly, the plant includes a tenth duct or line 22 to supply the first flow, for example at a temperature between 250 ° C and 400 ° C, preferably equal to about 320 ° C, to the Organic Rankine Cycle unit. 21, after which, the first flow can be further cooled through a heat recovery steam generator 28 (see figure 1) before being returned to the heat exchanger unit 6, via the eleventh duct or line 23, for example at a temperature between 100 ° C and 300 ° C, preferably equal to about 150 ° C. A twelfth duct or line 24 is also provided for supplying the second flow, for example at a temperature between 200 ° C and 400 ° C, from the heat exchanger unit 6 to the next plant unit. In this regard, the plant 1 can also include a condenser 25, enslaved by the twelfth duct or line 24 and arranged to treat the second flow, after having passed it through the heat exchanger unit 6 and to separate respective mixed or contained components. in it, for example CO <2> and H2O, to be transported to respective lines or ducts 26, 27.

Il generatore di vapore a recupero di calore 28 può anche essere disposto in modo tale da intercettare il dodicesimo condotto o linea 24 (si veda figura 2). The heat recovery steam generator 28 can also be arranged in such a way as to intercept the twelfth duct or line 24 (see Figure 2).

In entrambi i casi descritti (figure 1 o 2), il generatore di vapore a recupero di calore 28 può produrre il vapore S da alimentare alla prima unità di trattamento 2. In both cases described (Figures 1 or 2), the heat recovery steam generator 28 can produce the steam S to be fed to the first treatment unit 2.

In alternativa, l’impianto non è dotato di tale evaporatore ed il vapore per la prima unità di trattamento 2 è fornito da una sorgente esterna. In questo caso, lo scambiatore di calore 6 è usato per un tipo diverso di recupero di energia. Alternatively, the plant is not equipped with this evaporator and the steam for the first treatment unit 2 is supplied by an external source. In this case, the heat exchanger 6 is used for a different type of energy recovery.

L'impianto può essere ulteriormente dotato di un (sistema) master e di molti sistemi di controllo e di monitoraggio locali destinati a ricevere in ingresso segnali dai sensori dell’impianto e/o a controllare le unità oppure i componenti o le valvole dell'impianto stesso, sulla base di tali segnali e/o di impostazioni predeterminate da un operatore. The plant can be further equipped with a master (system) and many local control and monitoring systems intended to receive signals from the plant sensors and / or to control the units or components or valves of the plant itself. , on the basis of these signals and / or settings predetermined by an operator.

Certamente, un impianto secondo la presente invenzione può includere altri componenti, sebbene non mostrati nelle figure allegate, quali un espansore/generatore, ad esempio intercettante il terzo condotto o linea 9, che genera parte dell’energia elettrica prodotta dall’impianto. Certainly, a system according to the present invention may include other components, although not shown in the attached figures, such as an expander / generator, for example intercepting the third duct or line 9, which generates part of the electricity produced by the system.

Secondo la presente invenzione, si fornisce anche un metodo per la conversione di materie prime carboniose, che può essere eseguito con il suddetto impianto 1. According to the present invention, a method is also provided for the conversion of carbonaceous raw materials, which can be carried out with the aforementioned plant 1.

Tale metodo include: This method includes:

- una fase di gassificazione eseguita nella prima unità di trattamento 2, ottenendo così un flusso di syngas, - a gasification step carried out in the first treatment unit 2, thus obtaining a flow of syngas,

- una fase di trattamento del flusso di syngas, nella Cella a Combustibile ad Ossido Solido 4, in modo tale da produrre rispettivi gas di uscita in corrispondenza della sezione ad anodo 4a, ed una miscela di O2 e N2, in corrispondenza della sezione a catodo 4b, - a phase of treatment of the syngas flow, in the Solid Oxide Fuel Cell 4, in such a way as to produce respective outlet gases at the anode section 4a, and a mixture of O2 and N2, at the cathode section 4b,

- una fase di combinazione di gas di uscita con un flusso di O2 nella unità di combustione a ossigeno 5, al fine di generare rispettivi gas di scarico. - a step of combining the output gas with a flow of O2 in the oxygen combustion unit 5, in order to generate respective exhaust gases.

Opzionalmente, il metodo può includere una fase in cui si sottopongono i gas di scarico a scambio termico, nell’unità scambiatrice di calore 6, in modo da raffreddare i gas stessi. Optionally, the method can include a step in which the exhaust gases are subjected to heat exchange, in the heat exchanger unit 6, in order to cool the gases themselves.

La fase di gassificazione può includere una fase di trattamento della materia prima in presenza di ossigeno e vapore, per produrre gas di scarico ed un char oppure una fase di pirolisi, prevista per trattare la materia prima, per produrre di gas di scarico ed un char, ed una fase di trattamento dei gas di scarico e del char, in un’unità di trattamento al plasma, in presenza di ossigeno. The gasification step may include a raw material treatment step in the presence of oxygen and steam, to produce exhaust gas and a char, or a pyrolysis step, intended to treat the raw material, to produce exhaust gas and a char. , and a phase of treatment of the exhaust gases and char, in a plasma treatment unit, in the presence of oxygen.

Inoltre, la fase di gassificazione può includere uno stadio di gassificazione termica della materia prima carboniosa in presenza di ossigeno e vapore, per produrre syngas grezzo comprendente principalmente monossido di carbonio ed idrogeno ed il metodo comprende inoltre uno stadio di trattamento al plasma, separato dalla fase di gassificazione, di tale syngas grezzo. Furthermore, the gasification step can include a step of thermal gasification of the carbonaceous raw material in the presence of oxygen and steam, to produce crude syngas comprising mainly carbon monoxide and hydrogen and the method further comprises a plasma treatment step, separated from the phase. of gasification, of this raw syngas.

Il metodo potrebbe inoltre comprendere una fase di combinazione dei gas di uscita con un flusso di O2 nell’unità di combustione a ossigeno 5. The method could also include a step of combining the output gases with a flow of O2 in the oxygen combustion unit 5.

La presente invenzione è stata descritta secondo un esempio di realizzazione preferito ma varianti equivalenti possono essere concepite senza scostarsi dall'ambito di protezione offerto dalle seguenti rivendicazioni. The present invention has been described according to a preferred embodiment but equivalent variants can be conceived without departing from the scope of protection offered by the following claims.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI 1. Impianto per la conversione di una materia prima carboniosa in elettricità ed in un flusso di gas separato di diossido di carbonio (CO2), comprendente: - almeno una prima unità di trattamento termico (2) progettata per gassificare la materia prima carboniosa, in modo da ottenere un flusso di syngas, comprendente monossido di carbonio ed idrogeno, - almeno una Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4) comprendente almeno una sezione anodo (4a) ed almeno una sezione catodo (4b) e preposta a ricevere in ingresso detto flusso di syngas in corrispondenza di detta sezione anodo (4a), ed un flusso di aria in corrispondenza di detta sezione catodo (4b), e a produrre rispettivi gas di uscita in corrispondenza di detta sezione anodo (4a) ed una miscela di O2 e N2 in corrispondenza di detta sezione catodo (4b), - almeno un’unità di combustione a ossigeno (5) progettata per combinare detti gas di uscita con un flusso di O2, al fine di generare rispettivi gas di scarico, - un primo condotto o linea (7) per convogliare materia prima carboniosa a detta prima unità di trattamento (2), - un secondo condotto o linea (8) per fornire vapore a detta prima unità di trattamento (2), - un terzo condotto o linea (9) per trasferire syngas da detta prima unità di trattamento (2) a detta Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4), - un quarto condotto o linea (10) per trasportare i gas di uscita da detta Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4) a detta unità di combustione a ossigeno (5), in cui detta prima unità di trattamento (2) comprende almeno un dispositivo di gassificazione atto a trattare materia prima carboniosa in presenza di ossigeno e vapore per produrre syngas grezzo e un char e/o almeno un dispositivo di pirolisi atto a trattare materia prima carboniosa, per produrre syngas grezzo o gas sintetico grezzo ed un char, detta prima unità di trattamento (2) comprendendo inoltre un’unità di pulizia di syngas progettata per trattare il syngas grezzo e il char a temperatura elevata, allo scopo di distruggere o ridurre il catrame in esso contenuto, in modo da renderlo adatto ad alimentare la Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4). CLAIMS 1. A plant for converting a carbonaceous raw material into electricity and a separate carbon dioxide (CO2) gas stream, comprising: - at least one first heat treatment unit (2) designed to gasify the carbonaceous raw material, so as to obtain a flow of syngas, comprising carbon monoxide and hydrogen, - at least one Solid Oxide Fuel Cell (4) comprising at least one anode section (4a) and at least one cathode section (4b) and designed to receive said flow of syngas in correspondence with said anode section (4a), and a flow of air at said cathode section (4b), and to produce respective output gases at said anode section (4a) and a mixture of O2 and N2 at said cathode section (4b), - at least one oxygen combustion unit (5) designed to combine said output gases with an O2 flow, in order to generate respective exhaust gases, - a first duct or line (7) to convey carbonaceous raw material to said first treatment unit (2), - a second duct or line (8) for supplying steam to said first treatment unit (2), - a third duct or line (9) to transfer syngas from said first treatment unit (2) to said Solid Oxide Fuel Cell (4), - a fourth duct or line (10) for transporting the output gases from said Solid Oxide Fuel Cell (4) to said oxygen combustion unit (5), wherein said first treatment unit (2) comprises at least one gasification device adapted to treat carbonaceous raw material in the presence of oxygen and steam to produce crude syngas and a char and / or at least one pyrolysis device adapted to treat carbonaceous raw material, to produce crude syngas or crude synthetic gas and a char, said first treatment unit (2) further comprising a syngas cleaning unit designed to treat crude syngas and char at a high temperature, in order to destroy or reduce the tar contained in it, so as to make it suitable for feeding the Solid Oxide Fuel Cell (4). 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima unità di conversione (2) include uno o più dei seguenti componenti: un sistema di raffreddamento del gas, una rimozione di particolato, un sistema di pulizia a gas umido ed un riscaldatore. A system according to claim 1, wherein said first conversion unit (2) includes one or more of the following components: a gas cooling system, a particulate removal system, a wet gas cleaning system and a heater. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto sistema di pulizia di syngas comprende almeno un’unità di trattamento al plasma. 3. Plant according to claim 1 or 2, wherein said syngas cleaning system comprises at least one plasma treatment unit. 4. Impianto secondo la rivendicazione 2 o secondo la rivendicazione 3 quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui detto sistema di raffreddamento di gas o detto riscaldatore comprendono uno scambiatore a recupero di calore progettato per ridurre le temperature del syngas da circa 1150°C a 150°C e trasferire il calore così ottenuto ad un olio diatermico per riscaldarlo da circa 150°C a 320°C. 4. Plant according to claim 2 or according to claim 3 when dependent on claim 2, wherein said gas cooling system or said heater comprises a heat recovery exchanger designed to reduce the temperatures of the syngas from about 1150 ° C to 150 ° C and transfer the heat thus obtained to a diathermic oil to heat it from about 150 ° C to 320 ° C. 5. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente un ossidatore termico (29) progettato per trattare gas di combustione e syngas durante l'avvio dell'impianto e per controllare l’interruzione della comunicazione di fluido tra la prima unità di trattamento (2) e la Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4) se il syngas non è adatto ad alimentare detta Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4). Plant according to any one of the preceding claims, comprising a thermal oxidizer (29) designed to treat combustion gas and syngas during plant start-up and to control the interruption of fluid communication between the first treatment unit (2 ) and the Solid Oxide Fuel Cell (4) if the syngas is not suitable for feeding said Solid Oxide Fuel Cell (4). 6. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui detta almeno una Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4) include una batteria di diversi moduli SOFC, ognuno integrante uno o più pile (stacks), ciascuna pila (stack) essendo costituita da un numero di celle tra 20 e 200, preferibilmente tra 50 a 100 collegate elettricamente in serie. 6. Plant according to any one of the preceding claims, wherein said at least one Solid Oxide Fuel Cell (4) includes a battery of different SOFC modules, each integrating one or more stacks, each stack being constituted by a number of cells between 20 and 200, preferably between 50 and 100 electrically connected in series. 7. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente almeno un’unità di recupero d’aria (14) alimentata con un flusso di aria e preposta a generare detto flusso di aria da alimentare in ingresso a detta almeno una sezione a catodo (4a). 7. Plant according to any one of the preceding claims, comprising at least an air recovery unit (14) fed with a flow of air and designed to generate said flow of air to be fed into said at least one cathode section (4a ). 8. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, includente un bruciatore di avviamento (18) preposto ad avviare il funzionamento di detta Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4). 8. Plant according to any one of the preceding claims, including a starting burner (18) designed to start the operation of said Solid Oxide Fuel Cell (4). 9. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente almeno un’unità scambiatrice di calore (6) preposta a ricevere in ingresso detti gas di scarico e a raffreddare gli stessi per un recupero di energia. 9. Plant according to any one of the preceding claims, comprising at least one heat exchanger unit (6) designed to receive said exhaust gases at the inlet and cool them for energy recovery. 10. Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui detta unità scambiatrice di calore (6) è progettata per porre in scambio termico un primo flusso di H2O e CO2, proveniente dallo scarico di detto combustore a ossigeno (5), ed un secondo flusso. 10. Plant according to claim 9, wherein said heat exchange unit (6) is designed to heat exchange a first flow of H2O and CO2, coming from the exhaust of said oxygen combustor (5), and a second flow. 11. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente una unità a Ciclo Rankine Organico (21) ed un generatore di vapore a recupero di calore (28). 11. Plant according to any one of the preceding claims, comprising an Organic Rankine Cycle unit (21) and a heat recovery steam generator (28). 12. Impianto secondo le rivendicazioni 10 e 11, comprendente un decimo condotto o linea (22) per trasportare detto primo flusso a detta unità a Ciclo Rankine Organico (21), dopo di che il primo flusso può essere ulteriormente raffreddato attraverso detto generatore di vapore a recupero di calore (28) prima di essere restituito all'unità scambiatrice di calore (6) mediante un undicesimo condotto o linea (23). Plant according to claims 10 and 11, comprising a tenth duct or line (22) for transporting said first flow to said Organic Rankine Cycle unit (21), after which the first flow can be further cooled through said steam generator to heat recovery (28) before being returned to the heat exchanger unit (6) via an eleventh duct or line (23). 13. Impianto secondo una rivendicazione da 10 a 12 quando dipendente dalla rivendicazione 10, comprendente un condensatore (25) preposto a trattare detto secondo flusso dopo essere stato fatto passare attraverso detta unità scambiatrice di calore (6) e per separare rispettivi componenti miscelati o in esso contenuti. 13. Plant according to claim 10 to 12 when dependent on claim 10, comprising a condenser (25) designed to treat said second flow after having been passed through said heat exchange unit (6) and to separate respective mixed or mixed components it contained. 14. Impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente un settimo condotto o linea (13) per ricircolare i gas di uscita verso detto terzo condotto o linea (9). 14. Plant according to any one of the preceding claims, comprising a seventh duct or line (13) for recirculating the outlet gases towards said third duct or line (9). 15. Metodo per convertire una materia prima carboniosa in elettricità ed in un flusso gassoso di diossido di carbonio con un impianto secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, comprendente: - una fase di gassificazione in detta prima unità di trattamento (2), ottenendo così un flusso di syngas, - una fase di trattamento di detto flusso di syngas in detta Cella a Combustibile ad Ossido Solido (4), in modo tale da produrre rispettivi gas di uscita in corrispondenza di detta sezione anodo (4a), ed una miscela di O2 e N2, in corrispondenza di detta sezione catodo (4b), ed - una fase di combinazione di detti gas di uscita con un flusso di O2 in detta unità di combustione a ossigeno (5) al fine di generare rispettivi gas di scarico. A method of converting a carbonaceous raw material into electricity and a carbon dioxide gas stream with a plant according to any one of the preceding claims, comprising: - a gasification step in said first treatment unit (2), thus obtaining a flow of syngas, - a treatment step of said syngas flow in said Solid Oxide Fuel Cell (4), in such a way as to produce respective outlet gases at said anode section (4a), and a mixture of O2 and N2, in correspondence of said cathode section (4b), ed - a step of combining said output gases with a flow of O2 in said oxygen combustion unit (5) in order to generate respective exhaust gases. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui detta fase di gassificazione include uno stadio di gassificazione termica di detta materia prima carboniosa in presenza di ossigeno e vapore per produrre syngas grezzo comprendente principalmente monossido di carbonio ed idrogeno, ed il metodo comprende inoltre uno stadio di trattamento al plasma, separato dalla fase di gassificazione, di tale syngas grezzo.The method of claim 15, wherein said gasification step includes a step of thermal gasification of said carbonaceous raw material in the presence of oxygen and steam to produce crude syngas comprising mainly carbon monoxide and hydrogen, and the method further comprises a step of plasma treatment, separated from the gasification phase, of this raw syngas.
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