Ricerca di Sistema Elettrico

Oxi-Combustion di tipo Flameless per la riduzione di emissioni inquinanti

Tecnologie avanzate nell’utilizzo del carbone consentono livelli di emissioni inquinanti di molto inferiori a quelli di legge per la SO2, gli NOX, le polveri e i metalli pesanti. Per la CO2, si può intervenire sia migliorando l’efficienza di conversione sia attraverso la separazione e il sequestro.

La ricerca ha riguardato lo sviluppo di un sistema di combustione diretta senza fronte di fiamma (flameless) altamente controllabile, efficiente e a basse emissioni, basata sul processo di oxy-combustion, che produce una corrente concentrata di CO2 e vapore facilmente separabili.

In un possibile circuito dimostrativo finale il sistema a oxy-combustion può essere applicato come sotto-sistema di “internal heating” del vapore a bassa pressione di un ciclo UltraSuperCritico. Il rendimento atteso nella produzione di energia elettrica è dell’ordine del 37%, elevato considerato incluso il sequestro della CO2. Il sistema sarebbe idoneo al retrofit di impianti esistenti.

Oxi combustion

Tra le attività svolte si citano:

  • l’analisi di sensitività del processo rispetto alle principali variabili fisiche (granulometria carbone, portata e temperatura dei gas di ricircolo, contenuto percentuale di acqua nello slurry);
  • la messa a punto di metodi di simulazione numerica dell’interazione del carbone con gli effluenti gassosi;
  • lo sviluppo di modelli di cinetica chimica per la descrizione della combustione flameless e per lo studio del rilascio di composti solforati;
  • lo sviluppo di strumentazione speciale per diagnostica e controllo del reattore;
  • lo sviluppo di un sistema di pompaggio slurry che consente al reattore un funzionamento stabile e ripetitivo;
  • lo sviluppo dei criteri di scalatura del combustore da 5 MWt, usato per validare i modelli termofluidodinamici e di cinetica chimica, a 50 MWt.

Sono stati effettuati test sull’impianto pilota da 5 MWt ISOTHERM, di SOFINTER (Gioia del Colle), e sugli impianti FOSPER e IPFR di ENEL-IFRF (Pisa) per la caratterizzazione delle emissioni inquinanti, che sono risultate 10 volte inferiori ai limiti imposti.

Attività 2006

Tecnologie innovative per migliorare i rendimenti di conversione delle centrali a polverino di carbone. Sviluppo di un sistema di combustione di tipo "flameless" per impianti di produzione di elettricità con ridottissimi livelli di emissione di inquinanti e CO2 (tema 5.2.2.2)

Referente Stefano Giammartini Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Scenario di riferimento, obiettivi, risultati

Attività 2007

Sviluppo di un sistema di combustione “Oxy-combustion” di tipo "flameless", per impianti di produzione di elettricità con ridottissimi livelli di emissione di inquinanti e CO2 (tema 5.2.2.2)

Referente Stefano Giammartini Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Scenario di riferimento, obiettivi, risultati

  • (Dipartimento Ingegneria Meccanica ed Aerospaziale Sapienza Università di Roma, ENEA)
    Report RdS/2010/30 (Settembre 2010)

    F. Donato, B. Favini, E. Giacomazzi, F.R. Picchia, N. Arcidiacono, D. Cecere, F. Creta [Dimensione: 887 KB]

Impianto sperimentale COMET-HP per lo studio dei processi di combustione in turbine a gas

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