Modellazione processo di pirolisi di carbonme e componentisitica trattamento del syngas per produzione di idrogeno, modellazione processo di gasificazione di carbone per produzione di idrogen

Zanobini, Matteo

Electronic Thesis and Dissertation Archive - Università di Pisa

“IDROGENO DA COMBUSTIBILI: OTTIMIZZAZIONE DEL PROCESSO DI CRACKING PIROLITICO IN REATTORI A LETTO FLUIDO”  CAPITOLO 1. INTRODUZIONE ALL’IDROGENO  1.1 Introduzione all’idrogeno  1.2 Principali sistemi di produzione dell’idrogeno  1.2.1 Elettrolisi 1.2.2 Steam reforming 1.2.3 Ossidaz parziale non catalitica di idrocarburi 1.2.4 Gasificazione del carbone 1.2.5 Pirolisi e gasificazione delle biomasse 1.2.6 Processi a energia solare 1.2.7 Processi biologici  CAPITOLO 2. GASIFICAZIONE PER PRODUZIONE DI IDROGENO  2.1 Reattoristica  2.1.1 Reattori a letto trascinato  2.1.2 Reattori a letto fluido   Letto fluido bollente   Letto fluido circolante  2.1.3 Reattori a letto fisso   Controcorrente   Equicorrente  2.1.4 Gasificatori indiretti  2.2 Caratteristiche del processo di gasificazione  2.3 Gasificazione di rifiuti  2.3.1 Schema di un processo di gasificazione di rifiuti  2.4 Gasificazione di biomasse  2.4.1 Processi termochimici  2.4.2 Schema di un processo di gasificazione di biomasse   CAPITOLO 3. PRODUZIONE DI IDROGENO E LIFE CYCLE ASSESSMENT  3.1 Pulizia del syngas  3.2 Reattore si shift  3.3 Separazione dell’idrogeno  3.4 Ricerca e sviluppo  3.4.1 Processo complessivo  1 3.4.2 Reazione di water gas shift (WGS)  3.4.3 Separazione dell’idrogeno  3.4.4 Purezza dell’idrogeno  3.5 Life cycle assessment  3.5.1 Le fasi del LCA   3.5.1.1 Definizione degli obiettivi – ISO 14040   3.5.1.2 Inventario – ISO 14041   3.5.1.3 Valutazione degli impatti – ISO 14042   3.5.1.4 Interpretazione – ISO 14043 3.5.2 Difficoltà e benefici 3.5.3 LCA semplificate  3.6 Esempio di LCA  3.6.1 Processo IGCC  3.6.2 Risultati LCA   CAPITOLO 4. SVILUPPO METODO DI OTTIMIZZAZIONE PROCESSO DI PRODUZIONE DI IDROGENO  4.1 Metodo  4.1.1 Opportunità dell’approccio modellistico  4.1.2 Applicazione tecniche dei modelli  4.2 Modello di un processo 4.2.1 ASPEN Plus®  4.2.2 Modello CPD  4.3 Definizione degli scenari 4.3.1 Scenario N° 1: Utilizzo dell’idrogeno per alimentazione trasporti pubblici città di Pisa 4.3.2 Scenario N° 2: Utilizzo dell’idrogeno per come combustibile per autotrazione    CAPITOLO 5. MODELLAZIONE PROCESSO DI PIROLISI E COMPONENTISTICA TRATTAMENTO SYNGAS  5.1 Descrizione generale del processo  5.2 Modello di simulazione  5.2.1 Descrizione dei componenti e delle proprietà  5.2.2 Definizione dei blocchi 5.2.3 Modellazione della cinetica di pirolisi 5.2.4 Modulo per la cinetica di reforming  5.3 Simulazione  5.3.1 Descrizione condizioni operative  5.3.2 Risultati delle simulazioni   25.4 Considerazioni finali sul processo  CAPITOLO 6. MODELLAZIONE PROCESSO INTEGRATO DI GASIFICAZIONE PER PRODUZIONE DI IDROGENO (IGHP)  6.1 Descrizione generale deL processo  6.1.1 Gasificazione  6.1.2 Trattamenti primari syngas 6.1.3 Reazione di shift 6.1.4 Separazione idrogeno 6.1.5 Turbogas e HRSG 6.1.6 Ciclo vapore  6.2 Simulazione del processo in ASPEN Plus® 6.2.1 ASU 6.2.2 Gasificatore diretto 6.2.3 Gasificatore indiretto 6.2.4 Quench 6.2.5 Recuperi di calore 6.2.6 Filtrazione 6.2.7 Rimozione gas acidi 6.2.8 Shift 6.2.9 PSA 6.2.10 Turbogas 6.2.11 Cicli vapore 6.2.12 Design specification  6.3 Risultati della simulazione 6.3.1 Descrizione delle condizioni operative   6.3.1.1 Cinetica di gasificazione del char  6.3.2 Air separation unit (ASU) per GD  6.3.3 Combustore del char per GI  6.3.4 Produzione di vapore  6.3.5 Flussi energetici  6.3.6 Rendimenti dei processi  6.4 Analisi di sensitività  6.5 Gasificazione di retta di biomasse  6.5.1 Modifiche al modello  6.5.2 Risultati della simulazione  CAPITOLO 7. CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI  APPENDICE A  APPENDICE B  3

Idrogeno da combustibili: ottimizzazione del processo di cracking pirolitico in reattori a letto fluido

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