Contenuto
Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricercaINIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE
PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Metodologie innovative per il controllo , l'analisi e la diagnostica nei processi di combustione nei sistemi di conversione dell'energia.
- 2 - La riduzione delle emissioni di NOx nei Motori a Combustione Interna con elevati rapporti di ricircolo dei gas di scarico
- 3 - Sviluppo di strategie per il controllo, la diagnosi e la gestione di motori a combustione interna per ottemperare alla normativa EURO 6
- 4 - ANALISI SPERIMENTALE E SIMULAZIONE NUMERICA DI SISTEMI INNOVATIVI "FUEL NEUTRAL" PER LO SVILUPPO ED IL CONTROLLO DI MOTORI AUTOMOBILISTICI A BASSISSIME EMISSIONI
- 5 - TERMOFLUIDODINAMICA E TECNOLOGIE INTEGRATE IN MOTORI A GAS NATURALE E AD INIEZIONE CONTROLLATA PER IL MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA' DELL'ARIA.
- 6 - Combustione catalitica confinata in microspazi
- 7 - Modellazione avanzata e validazione sperimentale di dettaglio della fluidodinamica di reattori gas-liquido agitati per processi chimici e biotecnologici
- 8 - CRITERI E METODI PER L’OTTIMIZZAZIONE DI SISTEMI DI POLIGENERAZIONE DI PICCOLA E MEDIA TAGLIA
- 9 - Analisi di soluzioni innovative per la riduzione del particolato e delle emissioni gassose prodotte da motori diesel veloci alimentati con gasolio, biodiesel e loro miscele
- 10 - Sistema di rilevazione di gas ad alta selettivita' in regime di temperatura modulato
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Ingegneria industriale e dell'informazione
Classificazione brevettuale
- MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
- COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS (using such products for specific purposes, see the relevant classes for the purposes; chemical aspects of gas production C06D5/00; gas-turbine plants characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant F02C3/14; arrangement of afterburners in jet-propulsion plants F02K3/10; combustion chambers of rocket-engine plants F02K9/00)
- MACHINES OR ENGINES IN GENERAL (combustion engines F02; machines for liquids F03, F04); ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES (gas-turbine or jet-propulsion plants F02; nuclear power plants, engine arrangements therein G21D)
- COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
Classificazione geografica
- Regione: Umbria
Bibliografia
1. UN Convention on Climate change, 1997, Report of the Conference of the parties on its third session, held at Kyoto from 1 to 11 December 1997, FCCC/CP/1997/7/Add. 12. van den Broek, R., Faaij, A. and van Wijk, A. Biomass Combustion For Power Generation. Biomass and Bioenergy. 1996, 11, 271-281
3. Stàhl, K. and Neergaard, M. IGCC Power Plant For Biomass Utilisation, Värnamo, Sweden. Biomass and Bioenergy, 1998, 15, 205-211
4. Solantausta, Y., Bridgwater, A.V. and Beckman D. Feasibility of power production with pyrolysis and gasification systems. Biomass and Bioenergy, 1995, 9, 257-269
5. Bridgwater, A.V. The technical and economic feasibility of biomass gasification for power generation. Fuel, 1995, 74, 631-653
6. F. Fantozzi, B. D’Alessandro, D. Leonardi and U. Desideri, “Evaluation of available technologies for chicken manure energy conversion and tecno-economic assessment of a case study in central Italy” ASME paper GT-2004-54185
7. Williams RH, Larson ED, Biomass gasifier gas turbine power generation technology, Biomass Bioenergy, 10, 149, 1996.
8. Advanced Microturbine Systems – Program Plan for Fiscal Years 2000-2006 – Office of Power Technologies, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy, Washington, D.C. (march 2000).
9. Craig J.D., Purvis C.R. “A small scale biomass fueled gas turbine engine” – Trans. ASME – Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol 121, January 1999.
10. Neilson C.E., Shafer D.G., Carpentieri E. “LM2500 gas turbine fuel nozzle design and combustion test evaluation and emission results with simulated gasified wood product fuels” – Trans. ASME – Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol 121, October 1999.
11. D. S. Crocker, D. Nickolaus, C. E. Smith – CFD Modeling of a Gas Turbine Combustor From Compressor Exit to Turbine Inlet – ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 121 pagg. 89-95, January 1999
12. V.E. Tangiraia, A.K. Tolpadi, A.M. Danis, H. Mongia – Parametric Modeling Approach to Gas Turbine Combustor Design – ASME paper 2000-GT-129
13. P.P. Walsh, P. Fletcher - “Gas Turbine Performance” – Blackwell Science, 2001
14. Adouane B, Hoppesteyn P, De Jong W, van der Wel M, Hein KRG, Spliethoff H, Gas turbine combustor for biomass derived LCV gas, a first approach towards fuel-NOx modeling and experimental validation, Appl. Ther. Eng. 22 , 959, 2002.
15. Gökalp I, Lebas E, Alternative fuels for industrial gas turbine,. Biomass Bioenergy, 2004, in press.
16. C. Clini, G. Bidini, F. Cotana, C. Buratti and F. Fantozzi – 2004 - “CRB – Centro di Ricerca sulle Biomasse The Italian Biomass Research Center” Proceedings of the 2nd World conference and Technology Exhibition on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, Rome 10-14 May
17. Fantozzi, F., Di Maria, F., and Desideri, U. 2001, Micro-turbine fuelled by Pyrolysis gas. Thermodynamic Analysis, Proceedings of the POWERGEN Europe Congress and Exhibition, Helsinky
18. G. Bidini, U. Desideri e F. Fantozzi, 2003, “Distributed generation of electricity from biomass using pyrolysis technology” Wood Energy, n°1 2003,
19. Fantozzi, F., D’Alessandro, B. and Bidini, G. “IPRP – Integrated Pyrolysis Regenerated Plant – Gas turbine and externally heated rotary-kiln pyrolysis as a biomass and waste energy conversion system. Influence of thermodynamic parameters” J. Power and Energy, Proc. Instn. Mech. Engrs., 2003, Vol. 217, Part. A, p. 519-527
20. Fantozzi, F., D’Alessandro, B. and Desideri, U. “IPRP – Integrated Pyrolysis Regenerated Plant – An efficient and scalable concept for gas turbine based energy conversion from biomass and waste” ASME paper GT-2003-38653, 2003. Accepted for Transaction of the ASME
21. F. Di Maria and F. Fantozzi, 2004, “Life Cycle assessment of waste to energy micro-pyrolysis system: real case study for an Italian town”, International Journal of Energy Research, Vol. 28: 449-461
22. Fantozzi, F., Di Maria, F., and Desideri, U. 2002, Integrated Micro-Turbine and Rotary Kiln Pyrolysis System as a Waste to Energy solution for a small town in central Italy – Cost Positioning and Global Warming Assessment ASME paper GT-2002-30652
23. F. Fantozzi, 2002, “Neural networks as a free model approach for waste and biomass pyrolysis products forecasting”, Proceedings of the “Pyrolysis and Gasification of Biomass and Waste" Expert meeting Strasbourg, France
24. F. Fantozzi, and U. Desideri, “Micro scale rotary kiln pyroliser for syngas and char production from biomass and waste - Reactor and test bench realization ” ASME paper GT-2004-54186
25. G. Bidini, A. Moriconi, D. Rossi and F. Fantozzi, 2004 “IPRP – Integrated Pyrolysis Recuperated Plant Rotary kiln pyrolyzer and microturbine for distributed energy conversion from biomass - A 70 kW demonstration unit in central Italy” Proceedings of the 2nd World conference and Technology Exhibition on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, Rome 10-14 May
22.F. Fantozzi, B. D’Alessandro and U. Desideri, 2005, “IPRP – Integrated Pyrolysis Recuperated Plant – An efficient and scalable concept for gas turbine based energy conversion from biomass and waste” Journal of Engineering for Gas Turbines and Power -- April 2005 -- Volume 127, Issue 2, pp. 348-357
23.C. Buratti, I. Costarelli, L. Crisostomi and F. Fantozzi, 2005, “The Biomass Research Centre Laboratory For Biomass Characterization”, Proceedings of the 14th European Conference and Technology Exhibition on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, Paris 17-21 October 2005
24.C. Buratti, I. Costarelli and F. Fantozzi, 2005, “Laboratory scale anaerobic digestion at the italian biomass research center”, proceedings of the 14th european conference and technology exhibition on biomass for energy, industry and climate protection, Paris 17-21 october 2005
25.F. Fantozzi, P. Bartocci, S. Colantoni and U. Desideri, 2006, “Rotary Kiln Slow Pyrolysis For Syngas And Char Production From Biomass And Waste – Part 1 Working Envelope Of The Reactor” ASME paper GT-2006-90818
26.F. Fantozzi, P. Bartocci, S. Colantoni and U. Desideri, 2006, “Rotary Kiln Slow Pyrolysis For Syngas And Char Production From Biomass And Waste - Part 2 Introducing Product Yields In The Energy Balance”, ASME paper GT-2006-90819
27. Devi L., Krzysztof J. Ptasinski, Frans J.J.G. Janssen A., 2003, "review of the primary measures for tar elimination in biomass gasication processes" Biomass and Bioenergy 24 (2003) 125 – 140
27. G.G. Stavropoulos *, A.A. Zabaniotou, 2005, “Production and characterization of activated carbons from olive-seed waste residue”, Microporous and Mesoporous Materials 82 (2005) 79–85
28. J. Gan˜a´n, J.P. Turegano, G. Calama, S. Roman, A. Al-Kassir, 2006, Plant for the production of activated carbon and electric power from the gases originated in gasification processes”, Fuel Processing Technology 87 (2006) 117 – 122
29. Walid K. L., 2001, “Production of activated carbon from acorns and olive seeds” Biomass and Bioenergy 20 (2001) 57{62
30. M. Ahmedna, W.E. Marshall, R.M. Rao, 2000, “Production of granular activated carbons from select agricultural by-products and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties”, Bioresource Technology 71 (2000) 113±123
31. A. Garc_ýa-Garc, A. Greg_orio, C. Franco, F. Pinto, D. Boavida, I. Gulyurtlu, 2003 “Unconverted chars obtained during biomass gasi.cation on a pilot-scale gasifier as a source of activated carbon production”, Bioresource Technology 88 (2003) 27–32
32. L. Fagbemi, L. Khezami, R. Capart, 2001, “Pyrolysis products from di.erent biomasses:application to the thermal cracking of tar”, Applied Energy 69 (2001) 293–306
33. Rath. J. and Staudinger. G., 2001, “Cracking Reactions of tars from the pyrolysis of spruce wood”, Fuel 80 (2001) 1379-1389
34. Binlin Dou , Jinsheng Gao, Xingzhong Sha, Seung Wook Baek, 2003, ”Catalytic cracking of tar component from high-temperature fuel gas”, Applied Thermal Engineering 23 (2003) 2229–2239
Parole Chiave
GAS A BASSO PCI, BIOMASSE, MICROTURBINE, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA, RIFIUTI, COMBUSTIONE, LAVAGGIO GAS, BIOGAS, IPRPStudio numerico e sperimentale per ottimizzare l'impiego di gas derivante dalla trasformazione di biomasse e rifiuti in macchine a combustione interna di piccola taglia (< 200 kW)
Università degli Studi di PerugiaAbstract
Il ricorso a sistemi su mini e micro scala (< 200 kW) per la generazione distribuita da fonte residuale (biomasse e rifiuti) migliorerebbe senz’altro l’accettabilità sociale degli impianti, ed ottimizzerebbe la loro filiera di raccolta asservendola allo smaltimento dei soli residui prodotti nell'area di pertinenza dell’impianto. La generazione di potenza su tale taglia è appannaggio di macchine a combustione interna, quali motori alternativi e turbine a gas, che utilizzano solo combustibili liquidi o gassosi. Pertanto è necessario trasformare i residui in biocombustibili accettabili da tali macchine.Un sistema integrato di trasformazione e conversione energetica del residuo, se recupera in maniera efficace l’energia termica di risulta, può raggiungere un valore di rendimento globale dello stesso ordine di grandezza di quello ottenibile negli impianti a vapore di media scala, rendendo quindi competitiva la conversione dei residui anche su microscala. In tale direzione si sta muovendo l’Università di Perugia, che coordina il presente progetto, disponendo di un impianto pilota di micropirolisi con tecnologia propria IPRP.
L’utilizzo di combustibili gassosi in macchine a combustione interna commerciali è ad oggi sicuro ed affidabile solo per gas puliti ed ad elevata densità energetica, quali metano e propano, mentre è decisamente critico per i gas di trasformazione per due cause principali:
- i gas di trasformazione danno luogo a >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Gianni Bidini Università degli Studi di PERUGIAObiettivo del Programma di Ricerca
Il ricorso alle fonti energetiche rinnovabili è indicato come una delle azioni chiave per la riduzione delle emissioni di gas climalteranti. Tra esse le fonti residuale quali biomasse e rifiuti si distinguono per la loro disponibilità sul territorio e per la possibilità di utilizzo non discontinuo. La conversione energetica dei rifiuti, inoltre, contribuisce in maniera sensibile al loro smaltimento ed alla riduzione delle emissioni di metano in atmosfera. Le tecnologie di conversione energetica più utilizzata è basata sull’incenerimento in forni a griglia o a letto fluido ed il recupero di calore dai fumi di combustione per la produzione di vapore. La fattibilità economica dell’intervento si realizza per potenze dell’ordine dei MW richiedendo, pertanto, grandi bacini di raccolta con evidente costi economici ed ambientali connessi ai trasporti. Le centrali, infine, presentano un notevole impatto locale che risulta spesso socialmente inaccettabile.Il ricorso a sistemi su mini e micro scala (< 200 kW) migliorerebbe senz’altro l’accettabilità sociale degli impianti ed ottimizzerebbe la loro distribuzione sul territorio asservendoli allo smaltimento dei residui prodotti nella sola area di pertinenza dell’impianto. Per la generazione di potenza tale taglia è appannaggio di macchine a combustione interna, quali motori alternativi e turbine a gas, che utilizzano solo combustibili liquidi o gassosi, in cui diventa necessario trasformare i residui (biomasse e >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Gli ambiziosi propositi di riduzione delle emissioni di CO2 sottoscritti dalla CE nella sede di Kyoto, possono essere attuati solo se supportati da un’efficiente politica di sviluppo sostenibile [1].La termovalorizzazione dei residui, quali biomasse e rifiuti, per la produzione di energia elettrica è decisamente il migliore approccio verso la sostenibilità in quanto contribuisce positivamente alla minimizzazione del ricorso a fonti energetiche esterne provvedendo anche allo smaltimento dei rifiuti.
Le tecnologie disponibili allo stato attuale, per la conversione energetica di biomasse e rifiuti sono sostanzialmente simili e principalmente basate sulla tecnologia di termovalorizzazione a griglia e recupero del calore dai fumi di combustione per la generazione di vapore da espandere in turbina. La tecnologia è collaudata ed affidabile, ma economicamente conveniente solo per taglie minime dell’ordine dei MegaWatt quindi per grandi impianti centralizzati, con imponenti filiere per la raccolta ed il trasporto del residuo (biomasse e rifiuti sono distribuiti sul territorio), onerose pratiche autorizzative e forte impatto locale e sociale che spesso ne impediscono, in pratica, la realizzazione nei numeri richiesti per uno sviluppo veramente sostenibile [2-3]
Nei prossimi anni, inoltre, si prevede che la generazione decentralizzata abbia un ruolo sempre più crescente sia nelle infrastrutture produttive che nel mercato dell’energia elettrica.
>>>
