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Trattamento termico di biomasse per la produzione di energia

Informazioni tesi

  Autore: Natale Calabretta
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Chimica
  Relatore: Luigi Marrelli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 225

L’interesse sociale verso i problemi ambientali ha indirizzato la ricerca verso la maturazione di tecnologie “pulite” per la produzione di energia da fonti rinnovabili.

In questo contesto, l’attenzione si è incentrata verso lo sfruttamento di combustibili secondari, come le biomasse.

Le biomasse rappresentano, infatti, una fonte di energia rinnovabile, la cui combustione è neutrale verso la produzione di CO2 e, rispetto alla combustione del carbone, comporta una notevole riduzione nelle emissioni di SO2, NOx e metalli pesanti.

Per la caratterizzazione di questi combustibili alternativi, sono stati sviluppati numerosi sistemi sperimentali su scala di laboratorio, con finalità e prestazioni diverse. In particolare, i reattori a flusso trascinato (Drop Tube Reactors) per la combustione di particelle solide di biomassa in quanto capaci di riprodurre le condizioni operative tipiche dei bruciatori industriali.

A tale tipo di reattore e ai fenomeni di combustione in esso sperimentati è stata associato, tra i numerosi modelli analitici presenti in letteratura, un modello predittivo di analisi fluidodinamica, termica e di bilancio di massa e quantità di moto della combustione della biomassa di tipo SFOR (singola reazione del primo ordine), che ha consentito di sviluppare un modello (codice Matlab) che simula il comportamento di una particella di combustibile sottoposta a trattamento termico in un reattore a letto trascinato.

Il modello, controllato da un’analisi di sensitività al variare dei parametri geometrici del reattore e dei parametri chimico-fisici del combustibile, consente di effettuare simulazioni di trattamenti termici sia in atmosfera riducente (pirolisi) che in atmosfera ossidante (combustione).

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Natale G. Calabretta Abstract - Introduzione Facoltà di Ingegneria Univ. “La Sapienza” – Roma 1 Abstract L’interesse sociale verso i problemi ambientali ha indirizzato la ricerca verso la maturazione di tecnologie “pulite” per la produzione di energia da fonti rinnovabili. In questo contesto, l’attenzione si è incentrata verso lo sfruttamento di combustibili secondari, come le biomasse. Le biomasse rappresentano, infatti, una fonte di energia rinnovabile, la cui combustione è neutrale verso la produzione di CO 2 e, rispetto alla combustione del carbone, comporta una notevole riduzione nelle emissioni di SO 2 , NO x e metalli pesanti. Per la caratterizzazione di questi combustibili alternativi, sono stati sviluppati numerosi sistemi sperimentali su scala di laboratorio, con finalità e prestazioni diverse. In particolare, i reattori a flusso trascinato (Drop Tube Reactors) per la combustione di particelle solide di biomassa in quanto capaci di riprodurre le condizioni operative tipiche dei bruciatori industriali. A tale tipo di reattore e ai fenomeni di combustione in esso sperimentati è stata associato, tra i numerosi modelli analitici presenti in letteratura, un modello predittivo di analisi fluidodinamica, termica e di bilancio di massa e quantità di moto della combustione della biomassa di tipo SFOR (singola reazione del primo ordine), che ha consentito di sviluppare un modello (codice Matlab) che simula il comportamento di una particella di combustibile sottoposta a trattamento termico in un reattore a letto trascinato. Il modello, controllato da un’analisi di sensitività al variare dei parametri geometrici del reattore e dei parametri chimico-fisici del combustibile, consente di effettuare simulazioni di trattamenti termici sia in atmosfera riducente (pirolisi) che in atmosfera ossidante (combustione).

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Parole chiave

biomasse
centrale termoelettrica
colture energetiche
combustibili secondari
combustione
energia rinnovabile
inquinamento
modello matematico
reattore dtr
sostenibilità

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