CEDOLA LUCA
(programma)
MODULO 1 Le interazioni fra le macchine e l’ambiente
MODULO 2 Meccanismi di formazione del particolato
MODULO 3 Sistemi di rimozione del particolato
MODULO 4 Controllo degli inquinanti gassosi
MODULO 5 Cattura e stoccaggio della CO2
MODULO 6 Rimozione dei composti organici volatili
MODULO 7 Ruolo dell’ozono a livello del suolo e nella stratosfera
Modulo 1 – Le interazioni tra macchine e ambiente
Definizioni: le macchine; l’ambiente; le interazioni tra le macchine e l’ambiente
Classificazione delle interazioni tra le macchine e l’ambiente
Tipologie di emissioni inquinanti: emissioni gassose; emissioni liquide; emissione solide;
emissioni termiche; emissioni acustiche
Calcolo approssimato delle emissioni inquinanti da combustione
Principali inquinanti gassosi derivanti dalla combustione: CO2; CO; SOx; NOx; COV; CH4; IPA;
diossine; particolato
La normativa ambientale italiana per gli impianti di combustione
Modulo 2 – Meccanismi di formazione del particolato
Terminologia
Effetti del particolato
Generazione del particolato
Particolato primario e secondario
Soot
Crescita della concentrazione di inquinanti e contaminanti
Black carbon
Modulo 3 – Sistemi di rimozione del particolato da una corrente gassosa
Meccanismi di separazione del particolato
• Sedimentazione per gravità: forza di gravità agente sulla particella; forza di galleggiamento;
• Forza di resistenza aerodinamica; velocità finale di caduta
• Forza centrifuga
• Impatto inerziale
• Moti Browniani
• Attrazione elettrostatica
• Termoforesi e diffusioforesi
• Efficienza di cattura del particolato
Camere di sedimentazione
• Tipologie: camere di sedimentazione a semplice espansione; camere a piatti multipli
• Utilizzo di setti, lastre e schermi
• Valvole di scarico
• Prestazioni di una camera di sedimentazione
• Dimensionamento delle camere di sedimentazione: verifica e dimensionamento di una
• Camera a semplice espansione
Cicloni
• Generalità
• Cicloni di grande diametro
• Multi cicloni (cicloni di piccolo diametro)
• Valutazione delle prestazioni dei cicloni: calcolo dell’efficienza di cattura frazionaria
• Calcolo della caduta di pressione; dimensionamento dei cicloni; strumentazione nei cicloni
Filtri a manica
• Principi di funzionamento
• Sistemi con filtri a manica: filtri a scuotimento; filtri a flusso inverso; filtri a impulso (o getto) inverso; filtri a cartuccia
• Materiali usati: filtri in tessuto; filtri in feltro; filtri a membrana; tipologie di fibre utilizzate
• Valutazione delle prestazioni: rapporto aria/filtro; velocità di avvicinamento del gas
• Lunghezza delle maniche e distanza reciproca; dimensioni della tramoggia di raccolta
• Valvole di by‐pass
Precipitatori elettrostatici
• Principi di funzionamento
• Rimozione del particolato dagli elettrodi di raccolta
• Tipologie dei sistemi ESP: precipitatori a secco e corona negativa; precipitatori a umido e corona negativa; precipitatori a umido e corona positiva
• Valutazione delle prestazioni: efficienza di cattura; velocità media del gas; aspect ratio
Sistemi di lavaggio a umido (wet scrubber)
Principi di funzionamento ed efficienza di cattura
Sistemi di lavaggio a umido: schema di funzionamento; classificazione
Scrubber a contatto della fase gassosa: scrubber a effetto Venturi; torri a piatti; scrubber a orifizi
Scrubber a contatto della fase liquida: torri o camere spray (spray towers); scrubber di Venturi a getto
Scrubber a contato di entrambi le fasi: cicloni spray; scrubber a film umido (pace towers)
Scrubber a letto mobile; scrubber spray a piatti
Scrubber meccanicamente assistiti: scrubber a fan centrifugo; scrubber a spray meccanicamente indotto
Modulo 4 – Sistemi di controllo delle emissioni di inquinanti gassosi
Tecniche di controllo
Adsorbimento
• Principi di funzionamento
• Tipologie e componenti dei sistemi ad adsorbimento: materiali adsorbenti; sistemi non rigenerabili; sistemi rigenerabili; valutazione delle prestazioni
Assorbimento
• Solubilità
• Dimensionamento degli scrubber a umido: calcolo del rapporto liquido/gas
Tecniche di riduzione degli NOx
Misure primarie: basso eccesso d’aria; immissione frazionata dell’aria di combustione (air staging); ricircolazione dei fumi; preriscaldamento dell’aria di combustione; frazionamento del combustibile (fuel staging)
Misure secondarie: sistemi SCR; sistemi SNCR; confronto tra i sistemi SCR e SNCR
Tecniche di riduzione degli SOx
Introduzione
Misure secondarie: processi a umido (wet scrubber); processi a semisecco (spray dry scrubber); processi a secco (dry scrubber); confronto tra i sistemi a umido e a secco;
Processi rigenerativi; processi combinati
Modulo 5 – Cattura e stoccaggio dell’anidride carbonica
L’effetto serra e il clima della Terra
I gas ad effetto serra
Cattura e stoccaggio della CO2
Metodi di cattura della CO2: cattura post‐combustione (assorbimento); cattura precombustione; cattura attraverso ossicombustione (oxy‐fuel)
Trasporto della CO2
Stoccaggio della CO2: stoccaggio geologico in giacimenti esauriti di petrolio e gas; incremento della produzione di petrolio e gas (Enhanced Oil Recovery); stoccaggio in giacimenti profondi di acque saline; stoccaggio geologico in letti di carbone non estraibile; stoccaggio in oceano; altre opzioni di stoccaggio
Modulo 6 – Rimozione dei Composti Organici Volatili (COV)
Introduzione
Tecnologie di ossidazione dei COV
Ossidazione ad elevata temperatura: sistemi a recupero termico; sistemi a rigenerazione termica; utilizzo di caldaie progettate per altri scopi; torce
Ossidazione catalitica
Modulo 7 – Ruolo dell’ozono a livello del suolo e nella stratosfera
Formazione di ozono al livello del suolo
Impoverimento dello strato d’ozono stratosferico
Ruolo del protossido d’azoto
Dispense del corso, altro materiale didattico (disponibile sulla pagina Moodle del corso).
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