Sistemi energetici avanzati

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Codice identificativo insegnamento: 090929
Programma sintetico:
Approfondimenti sulle turbine a gas:
Circuiti di raffreddamento di turbine a gas. Matching fluidodinamico turbina-compressore per turbine a gas mono- e multi-albero. Fondamenti sulla regolazione e il funzionamento in condizioni di fuori progetto di turbine a gas, cicli a vapore e cicli combinati.
Reattori a letto fluidizzato: Tipologie di letti per il contatto gas-solido: fissi, fluidizzati e a flusso trascinato. Idrodinamica della fluidizzazione gas-solidi. Scambio termico e di massa in letti fluidizzati. Caldaie a letto fluidizzato bollente e circolante. Formazione di inquinanti e trattamenti di abbattimento.
Gassificazione: Tecnologie di gassificazione: letti fissi, fluidi, trascinati. Principali processi commerciali di gassificazione del carbone a flusso trascinato. Impianti IGCC (Integrated Gasification Combined Cycles). Linea di trattamento syngas. Unità per il frazionamento criogenico dell'aria. Abbinamento fra sezione di processo e ciclo combinato. Problematiche di funzionamento delle turbine a gas alimentate a syngas. Schemi di impianto e prestazioni ottenibili in sistemi IGCC. Possibili evoluzioni della tecnologia.
Produzione di idrogeno: Impianti per produzione di H2 da carbone e gas naturale. Tecnologie per lo steam reforming del gas naturale. Reattori FTR (Fired Tubular Reformer) e ATR (Auto-Thermal Reformer). Caratteristiche e organizzazione del processo. Reattori di water gas shift. Sistemi PSA (Pressure Swing Adsortpion) per la purificazione dell'idrogeno.
Centrali con rimozione di CO2: Strategia CCS (Carbon Capture and Sequestration) per la mitigazione delle emissioni di CO2 in atmosfera. Opzioni per il sequestro di lungo periodo. Tecniche di cattura commercialmente disponibili per applicazione in centrali a carbone: cattura pre-combustione in impianti IGCC, combustione in ossigeno, rimozione di CO2 dai gas combusti. Applicazioni a cicli combinati a gas naturale. Incidenza economica della cattura di CO2. Quantificazione e valorizzazione delle esternalità.
Valutazioni energetiche e ambientali nel settore trasporti: Impianti per la generazione di carburanti alternativi per la propulsione stradale. Produzione di etanolo, biodiesel, benzine e gasoli da processi Fischer-Tropsch, DME. Valutazione dei consumi di energia ed emissioni inquinanti sulla filiera dei sistemi per la mobilità. (Argomento non incluso nel corso SISTEMI ENERGETICI AVANZATI B - 6 CFU)
Microturbine a gas e cicli ibridi: Applicazioni della generazione distribuita. Principi guida nel progetto delle microturbine a gas. Caratteristiche dei componenti e condizioni operative. Funzionamento ai carichi parziali. Celle a combustibile: principi di funzionamento e prestazioni raggiungibili. Tecnologie utilizzate per la costruzione di celle a combustibile. Cicli ibridi basati su turbine a gas e celle a combustibile ad alta temperatura (tecnologie ad ossidi solidi e carbonati fusi): schemi di processo e prestazioni ottenibili. Utilizzo di celle a combustibile in centrali a bassa emissione di CO2.

Appunti:

 

 

 

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