1. Tecnologie per la cattura e il sequestro della CO

Sintesi... i

Glossario ... ii

Introduzione... 1

1. Tecnologie per la cattura e il sequestro della CO

da impianti termoelettrici ... 3

1.1 Cattura pre-combustione... 4

1.2 Cattura post-combustione ... 7

1.3 Cattura ad ossi-combustione... 9

1.4 Trasporto della CO

... 11

1.5 Siti per il sequestro della CO

... 13

2. Retrofit ad ossicombustione su centrali elettriche a carbone... 16

2.1 Retrofit ad ossicombustione ... 16

2.1.1 Effetti dell’ossicombustione sullo scambio termico... 18

2.1.2 Scambio termico radiativo nella fornace ... 20

2.1.3 Scambio termico nella sezione convettiva ... 21

2.1.4 Processi di produzione di NO

in ossicombustione... 23

2.1.5 Effetti dell’ossicombustione sulla conversione dello zolfo in SO

... 25

2.1.6 Infiltrazioni di aria ... 27

2.1.7 Ricircolo di gas... 28

2.1.8 Unità separazione aria ... 30

2.1.9 Purificazione e compressione della CO

... 34

3. La centrale Federico II di Brindisi... 37

3.1 La centrale ... 37

3.1.1 Gruppi funzionali... 37

3.1.2 Generatore di vapore ... 38

3.1.3 Sezione di potenza ... 41

3.1.4 Circuito aria-fumi ... 42

4. Ipotesi di retrofit per la centrale ENEL di Brindisi... 44

4.1.1 Generatore di vapore ... 46

4.1.2 Ciclo termico acqua/vapore ... 46

4.1.3 Sistemi di trattamento gas combusti... 47

4.1.4 Preriscaldatore ossigeno ... 48

4.1.5 Economizzatore ... 48

4.1.6 Condensatore fumi... 49

4.1.7 Ricircolo dei gas combusti ... 49

4.1.8 Unità separazione aria (ASU)... 50

4.1.9 Unità di compressione e purificazione della CO

(CPU) ... 51

4.1.10 Assunzioni sui parametri di funzionamento in ossicombustione ... 52

5. Analisi termodinamica del funzionamento in ossicombustione ... 53

5.1 Software THERMOFLEX... 53

5.2 Caso di riferimento, combustione con aria atmosferica ... 54

5.2.1 Ipotesi semplificative e assunzioni ... 56

5.2.2 Calibrazione del modello, simulazione On-Design... 57

5.2.3 Validazione del modello, simulazione OFF-DESIGN ... 58

5.3 Caso ad ossi-combustione ... 60

5.3.1 Modifiche apportate al modello... 60

5.3.2 Risultati... 64

5.3.3 Stima dell’efficienza... 69

5.4 Considerazioni ... 71

6. Simulazione CFD della camera di combustione... 73

6.1 Il codice IPSE... 74

6.1.1 Caratteristiche generali ... 74

6.1.2 Calcolo fluidodinamico ... 74

6.1.3 Bilanci di energia... 75

6.1.4 Combustione del polverino di carbone... 77

6.1.5 Dominio di calcolo ... 80

6.1.6 Casistica e parametri di input ... 84

6.2 Risultati ... 86

6.2.1 Temperature, flusso termico e concentrazioni medie... 86

6.2.2 Mappe di temperatura e velocità ... 93

6.2.3 Mappe del flusso termico alle pareti ... 100

6.3 Considerazioni ... 103

7. Aspetti economici del retrofit ... 105

7.1 Valutazione preliminare del costo dell’energia elettrica ... 105

7.2 Convenienza del retrofit ... 109

Conclusioni ... 112

Riferimenti ... 115

Bibliografia ... 117