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rapporti - Deliverable

6.2.1.7a-Modellazione dell’impianto pilota per la produzione di idrogeno della pirolisi del carbone

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6.2.1.7a-Modellazione dell’impianto pilota per la produzione di idrogeno della pirolisi del carbone

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:38 pm

Il vettore idrogeno è considerato uno degli assi portanti dei sistemi energetici, almeno delle nazioni sviluppate, a partire dalla seconda metà del corrente secolo. L’impatto dell’idrogeno nel settore elettrico è tutto da verificare. Molti studiosi ritengono che l’economia dell’idrogeno può di fatto svilupparsi solo attraverso massicce produzioni dello stesso, allo stato possibili solo mediante l’utilizzo di combustibili fossili, in particolare il carbone. La via considerata più praticabile per produrre idrogeno da carbone è sicuramente la gassificazione con separazione dell’idrogeno dal syngas, tuttavia merita di essere investigata anche la pirolisi in ragione dei potenziali vantaggi legati essenzialmente alla semplicità impiantistica ed ai minori costi operativi. In tale contesto è stato definito il Work Package H2PROD del Sottoprogetto H2 del Progetto GEN21, nel quale sono inseriti gli studi sulla pirolisi del carbone. L’attività è condotta quasi interamente da Enel Produzione Ricerca. CESI ha partecipato alle fasi di definizione delle specifiche dell’attività ed alla valutazione dei risultati, anche al fine di un inquadramento ottimale nelle attività del sottoprogetto H 2 . Il presente documento descrive lo sviluppo del modello di simulazione del processo di pirolisi del carbone, effettuato per introdurre l’analisi delle perdite termiche lungo l’impianto. Infatti, considerando la forte dipendenza del rendimento di pirolisi e di combustione del char dalle temperature di processo, la valutazione delle perdite di calore risulta essenziale per ottenere buone capacità predittive delle simulazioni rispetto al processo reale. I risultati mostrano come l’attuale configurazione dell’impianto, priva di materiale refrattario nelle zone di collegamento tra i reattori principali, sia inadeguata per garantire, all’interno del reattore di pirolisi, il mantenimento dei valori di temperatura utili per un’efficace devolatilizzazione del carbone, che sono sensibilmente superiori a quelli caratteristici delle biomasse, per le quali è stato progettato l’impianto. Inoltre, le temperature del metallo raggiunte sarebbero superiori a quelle sopportabili dai materiali utilizzabili. Al contrario, il funzionamento dell’impianto potrà essere possibile introducendo materiale refrattario in tutte le zone di circolazione della sabbia.

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