Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nel periodo gennaio 2008 – febbraio 2009 nell’ambito dell’Area PRODUZIONE E FONTI ENERGETICHE, una delle quattro Aree di ricerca definite nell’accordo di programma triennale tra il Ministero per lo Sviluppo Economico e CESI RICERCA S.p.A. stipulato il 21 giugno 2007, relativamente al Progetto 3: “Tecnologie per il carbone pulito”. Gli obiettivi e l’articolazione del progetto sono descritti nel documento “Piano Annuale di realizzazione 2008 ” Prot. CESI RICERCA 08002569 (Aprile 2008). Oggetto del presente rapporto è l’analisi, preliminare alla fase di progettazione, di alcune problematiche rilevanti inerenti alla tecnologia della pressurized- oxy-coal-combustion. Essendo una nuova tecnologia si sono esaminati tre aspetti ovvero: la definizione della configurazione impiantistica mediante modellazione in condizioni stazionarie, l’analisi della manovra di avviamento e le principali problematiche di corrosione dei materiali. Il primo aspetto è relativo alla modellazione in condizioni stazionarie di un impianto a ossicombustione del carbone in grado di produrre una potenza elettrica netta di circa 330 MW e dotato di sistema di cattura della CO 2 . In particolare l’impianto comprende un combustore innovativo pressurizzato di tipo flameless, oggetto dell’attività attuale e degli sviluppi futuri di un importante progetto di ricerca nazionale lanciato da ENEL, in collaborazione con ENEA e ITEA, per la realizzazione di impianti di larga scala con la tecnologia dell’ossicombustione del carbone. Mediante la modellazione dell’impianto, effettuata tramite il codice Thermoflex, l’efficienza elettrica netta (LHV) è stata stimata in 31.4 % nella configurazione base, al netto della compressione a 150 bar della CO 2 necessaria per il suo invio al confinamento geologico. Il consumo energetico dell’unità ci compressione della CO 2 unitamente a quello dell’unità Air Separation Unit per la produzione dell’ossigeno dell’impianto, sono le cause della riduzione (pari a più di 10 punti percentuali) dell’efficienza elettrica netta rispetto ad uno convenzionale di pari potenza. Considerando una variante impiantistica della configurazione precedente, che prevede l’impiego di un desolforatore dei fumi operante in pressione, si può conseguire un risparmio nel lavoro di compressione della CO 2 per cui il rendimento globale può essere incrementato a 32.8 %, a fronte però di un maggiore costo di investimento del sistema di cattura dello zolfo, sistema peraltro attualmente non disponibile commercialmente. Per entrambe le configurazioni modellate è stata imposta una separazione del 90 % della CO 2 prodotta dalla combustione del carbone, che ha significato la cattura e la compressione di circa 92 kg/s. Il secondo aspetto riguarda la tematica delle problematiche di esercizio degli impianti a ossicombustione. In particolare è stata effettuata una analisi della manovra di avviamento, in analogia a quella delle caldaie convenzionali, evidenziandone le differenze legate al particolare tipo di impianto. Infine la terza attività, presentata nel rapporto in oggetto, è consistita in una breve rassegna delle problematiche di corrosione dei materiali metallici che si presentano nell’esercizio degli impianti a ossicombustione del carbone. Sulla base di dati reperiti nella più recente letteratura, sono stati identificati i principali meccanismi corrosivi presenti negli impianti a ossicombustione del carbone in cui la corrosione risulta più rilevante rispetto a quelli con combustione in aria. In particolare in questo contesto è presentato un sistema innovativo per il monitoraggio della corrosione dei materiali metallici in impianto, che è stato appositamente sviluppato ed è utilizzabile negli impianti a ossicombustione. Il sistema è equipaggiato con due tipologie di sonda per il monitoraggio della corrosione rispettivamente dei tubi di caldaia o dei banchi convettivi; i dettagli progettuali del sistema sono contenuti nel rapporto CESI RICERCA 08005699 a cui si rimanda per maggiori informazioni.