Allegato.1) Modellizzazione per singola biomassa e utilizzazione (confronto a parità di sostanza secca alimentata)

(1)

Allegato.1) Modellizzazione per singola biomassa e utilizzazione

(confronto a parità di sostanza secca alimentata)

Composizione delle biomasse considerate:

(fonti: Database Online Phyllis2-ECN [W-4] e dati ottenuti da sperimentazioni Centro CRIBE, Univ.di Pisa [W-1])

• Cippato di legno (acquistato sul mercato):

Proxanal Ultanal Sulfanal

Umidità 15 Ceneri 1,7 Pyritic 0,01

Volatili 78,7 C 52,2 Sulfate 0,01 CF 19,6 H 5,9 Organic 0,01 Ceneri 1,7 N 0,3 Cl 0,01 S 0,03 O 39,86

• Verde Urbano:

Umidità 15 (10,20) Ceneri 3,19 Pyritic 0,08

Volatili 74,63 C 51,56 Sulfate 0,06 CF 22,18 H 6,33 Organic 0,08 Ceneri 3,19 N 1,45 Cl 0 S 0,22 O 37,25

• Pioppo SRC:

• Residui coltivazione della vite:

(2)

• Residui coltivazione dell'olivo:

• Sansa:

• Arundo Donax:

Umidità 15 (10,20) Ceneri 3,43 Pyritic 0,05

• Sorgo:

(3)

1) CIPPATO

1.A) Gassificazione del Cippato

GASSIFICAZIONE del CIPPATO (Umidità pari al 15%, acquistato sul mercato)

INPUT Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (kg/h) 150,34 Portata wet (kg/h s.f.) 100 Aria di gassificazione (Nm3/h) 116,84

Rapp.equivalenza ER 0,28 Pot. Essicc.Effettivo (kW)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

Inerti 0,09 Pot. Essicc.Effettivo (kW)

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

Composizione biomassa Proxanal Ultanal Sulfanal

Umidità = 15 Ceneri = 1,7 Pyritic = 0,01 Volatili = 78,7 C = 52,2 H = 5,9 Sulfate = 0,01 CF = 19,6 N = 0,3 Cl = 0,01 Organic = 0,01 Ceneri = 1,7 S = 0,03 O = 39,86

OUTPUT Gas di sintesi prodotto Thermic Power

PS [mn3/kg]

(Specific Gas Production) 2,74 Pth media entalpia (kWth)_{Pth bassa entalpia (kWth)} _114,63368,78 Portata di syngas (kg/h) 244,80 Pth totale (kWth) 183,413 Portata di syngas (Nm3_/h) _232,50 _{Temperature interessanti di processo}

Pesomol.mediosyngas (g/mol) 23,60 Temp. Heater 1 (K) 1562 Composizione volumetrica syngas H2 = 17,97 % CO = 20,85 % CH4 = 2,12 % CO2 = 9,45 % H2O = 9,8 % N2 = 39,79 % Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1282 Temp. uscita syngas (K) 632

Temp. Fumi (K) 353,15

Pot.Output Syngas (kW) 336,69 Electric Power

Pot.cal. LHV syngas (MJ/kg) 4,95 Potenza elettrica (kW) Pel = ηel,mot*(m*LHV)syngas

107,74 Pot.cal. LHV syngas (MJ/Nm3₎ _5,21 _{Efficienze d'impianto}

Produzione di Biochar (sotto-prodotto) Rend. Elettrico d'impianto 23,93%

Portata di Biochar (kg/h) 5,40 Rend.Termico d'impianto 40,74%

Contenuto C 73,33% Rend.Totale d'impianto 64,67%

Ouput Potenza Biochar (kW) 39 Cold Gas Efficiency CGE 0,75

Fumi Valutazione efficienza essiccamento

Portata di fumi (Nm3_/h) _619,62 _Rend.Tot._{(Essicc.40 → 15%)} _55,93%

Frazione volumetrica fumi O2 = 5,99% CO2 = 12,18%

Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 60,17% Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 45,93%

(4)

1.B) Ciclo ORC del Cippato

Processo Ciclo ORC del CIPPATO (Umidità pari al 15%, acquistato sul mercato)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100 Ingresso aria (kg/h) 1207,25 Portata dry (kg/h s.s.) 85 Ingresso aria (Nm3/h) 938,26

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

OUTPUT Fumi Thermic Power

Portata dei fumi (kg/h) 1305,36 Pth Olio (kWth) 260,82

Portata dei fumi (kg/sec) 0,36 Pth Fumi (kWth) 55,863

Peso molecolare medio (g/mol) 29,30 Pth Totale (kWth) 316,68 Composizione volumetrica dei

fumi H2 = 0,0000029% CO = 0,0000059% O2 = 11% CO2 = 8,09% H2O= 7,38% N2 = 73,48%

Temperature scambiatori di calore

Temp. Pth Fumi (K) 552 – 393 Temp. Pth Olio (K) 491 – 363 Temperatura di picco (K) 1324 Electric Power

Ceneri Potenza elettrica (kW) 39,82

Portata delle ceneri (kg/h) 2 Efficienze d'impianto

Contenuto C (%) 31,54% Rend. Elettrico d'impianto 9%

Condensatore Rend.Termico d'impianto 70,35%

Flusso di uscita (kg/h) 2728,8 Rend.Totale d'impianto 79,19% Flusso di uscita (kg/sec) 0,76 Valutazione efficienza essiccamento

Temperatura (K) 363 Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%) 70,44% Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 74,69%

Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 51,19%

(5)

1.C) Processo EFMGT del Cippato

Processo EFMGT del CIPPATO (Umidità pari al 15%, acquistato sul mercato)

Compressore: rend.isoentropico 0,835 Turbina: rend.isoentropico 0,92 Compressore: rend. meccanico 0,92 Turbina: rend. meccanico 0,93 Rapp.equivalenza ER 2,25 Pot. Essicc.Effettivo (kW)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%)

20,259

Portata dei fumi (kg/h) 1305,36 Pth Fumi (kWth) 183,168 Portata dei fumi (kg/sec) 0,36 Temp. Pth Fumi (K) 893 – 393 Peso molecolare medio (g/mol) 28,986 Electric Power

Composizione volumetrica dei fumi H2 = 0,00000291 CO = 0,00000591 O2 = 11,01 CO2 = 8,09 H2O = 7,38 N2 = 73,48 Potenza elettrica (kW) 41,92 Efficienze d'impianto

Rend. Elettrico d'impianto 9,31% Rend. ciclo Turbogas 22,89% Temperatura di picco (K) 1324 Rend.Termico d'impianto 40,69%

Ceneri Rend.Totale d'impianto 50,00%

Portata delle ceneri (kg/h) 2,11 Valutazione efficienza essiccamento

Contenuto C (%) 31,55% Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%) 41,25%

Energia Termica Ceneri (kW) 0,517 Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 45,50% Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 31,27%

(6)

2) VERDE URBANO

2.A) Gassificazione del Verde Urbano

GASSIFICAZIONE del VERDE URBANO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità = 10 o 20%)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100

(94,44; 106,25)

Aria di gassificazione (kg/h) 154,79 Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (Nm3_/h) _120,3

(η=50%,essiccamento 40→15%) (44,493;33,13)39,381 Inerti 0,09 (0,07; 0,11) Pot. Essicc.Effettivo (kW) (η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15

(10; 20) Ceneri = 3,19 Pyritic = 0,08

Volatili = 74,63 C = 51,56 H = 6,33 Sulfate = 0,06 CF = 22,18 N = 1,45 Cl = 0 Organic = 0,08 Ceneri = 3,19 S = 0,22 O = 37,25

PS [mn3/kg]

(Specific Gas Production) (2,74; 2,90)2,81 Pth media entalpia (kWth)

122,53 (124,46;120,6) Portata di syngas (kg/h) 248,04 (243,36;253,44) Pth bassa entalpia (kWth) 73,5 (74,7;72,4) Pth totale (kWth) 196,04 (199,14; 192,96) Portata di syngas (Nm3_/h) _238,98

(232,82;246,8) _{Temperature interessanti di processo} Peso mol.medio syngas (g/mol) 23,26

(23,43;23,02) Temp. Heater 1 (K) (1584; 1548)1567 Composizione volumetrica syngas ( Um.rif = 15% ) H2 = 18,75% CO = 20,34% CH4 = 2,13% CO2 = 8,7% H2O = 9,81% N2 = 40,21% Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1 261 (1296; 1276) Temp. Fumi (K) 353,15 Pot.Output Syngas (kW) 347,58 (361,58; 338,29) Electric Power Pot.cal. LHV syngas (MJ/kg) 5,04

(5,35; 4,81) Potenza elettrica (kW)_P_el_{= η}_el,mot_*(m*LHV)_syngas (115,71;108,25)111,22

Pot.cal. LHV syngas (MJ/Nm3₎ _5,24

(5,59; 4,93) Efficienze d'impianto

Rend. Elettrico d'impianto 24,60% (25,60%;23,95%)

Produzione di Biochar (sotto-prodotto)

Portata di Biochar (kg/h) 6,7 (5,8; 7,52) Rend.Termico d'impianto 43,37% (44,05%;42,69%) Contenuto C 59,5 (65,2; 64,11) Rend.Totale d'impianto (69,65%;66,63%)67,97%

Ouput Potenza Biochar (kW) 48,07

(41,86; 54,34) Cold Gas Efficiency CGE (0,80; 0,75)0,77

Portata di fumi (Nm3_/h) _639,89

(650,85; 630,45) Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%)

59,26% (59,81%;59,30%)

Frazione volumetrica fumi ( Um.rif = 15% )

O2 = 5,99%

CO2 = 11,65% Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%)

63,49% (63,99%;63,49%)

Rend.Tot.2°Princ.(Ess.40→15%) 48,4% (49,1%;48,2%)

Peso mol.medio fumi (g/mol) 28,98

(29,01; 28,9)

Rend.Tot.2°Princ.(Ess.30→15%) 51,34% (51,99%;51,13%)

(7)

2.B) Ciclo ORC del Verde Urbano

Ciclo ORC del VERDE URBANO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità = 10 o 20%)

(94,44; 106,25) Ingresso aria (kg/h) 1245,24 Portata dry (kg/h s.s.) 85 Ingresso aria (Nm3/h) 967,78

Rapp.equivalenza ER 2,25 Pot. Essicc.Effettivo (kW) (η=50%,essiccamento 40→15%)

39,381 (44,493;33,13)

Inerti 0,015

(0,000001;0,025) Pot. Essicc.Effettivo (kW)(η=50%,essiccamento 30→15%)

20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15

(10; 20) Ceneri = 3,19 Pyritic = 0,08

Portata dei fumi (kg/h) 1341,6

(1337; 1347,5) Pth Olio (kWth) (277,6; 262,04)269,07 Portata dei fumi (kg/sec) 0,3727

(0,3714;0,3743) Pth Fumi (kWth) (57,09; 57,96)57,6 Peso molecolare medio (g/mol) 28,91

(29,03; 28,82) Pth Totale (kWth) (334,65;320)326,7 Composizione volumetrica dei

fumi (Umidità di riferimento 15%) H2 = 0,0000031 CO = 0,0000059 O2 = 11,02 CO2 = 7,75 H2O = 7,55 N2 = 73,62

Temp. Pth Fumi (K) 552 – 393 Temp. Pth Olio (K) 491 – 363 Temperatura di picco (K) 1327

(1354; 1301) Electric Power

(42,37; 39,99) Portata delle ceneri (kg/h) 3,35

Contenuto C (%) 19,68

(0,02; 28,76)

(74,03%;70,79%)

Flusso di uscita (kg/h) 2815,2

(2904; 2741,4) Rend.Totale d'impianto (83,40%;79,64%)81,36%

Flusso di uscita (kg/sec) 0,782

(0,8; 0,76) Valutazione efficienza essiccamento Temperatura (K) 363 Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%) 72,65%

(73,56%;72,31%) Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 76,88% (77,75%;76,50%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 52,79% (53,50%;52,48%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 55,70% (56,38%;55,36%)

(8)

2.C) Processo EFMGT del Verde Urbano

Processo EFMGT del VERDE URBANO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità = 10 o 20%)

39,381 (44,493;33,13)

Inerti 0,015

20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15

(10; 20) Ceneri = 3,19 Pyritic = 0,08

Portata dei fumi (kg/h) 1332

(1193,76;1346,4)

Pth Fumi (kWth) 178,59

(183,13;170,01) Portata dei fumi (kg/sec) 0,37

(0,332; 0,374) Temp. Pth Fumi (K) (911; 880)896 – 393 Peso molecolare medio (g/mol) 28,91

(29; 28,89) Electric Power Composizione volumetrica dei

fumi (Umidità di riferimento 15%) H2 = 2,8E-010% CO = 4,8E-010% O2 = 11% CO2 = 7,76% H2O = 7,56% N2 = 73,62% Potenza elettrica (kW) 54,37 Efficienze d'impianto

Rend. Elettrico d'impianto 12,03% Rend. ciclo Turbogas 30,45%

(29,69%;31,98%)

Temperatura di picco (K) 1265 (1392; 1301)

Rend.Termico d'impianto 39,51%

(40,51%;37,61%)

(52,54%;49,64%)

Portata delle ceneri (kg/h) 3,37

(2,71; 3,81) Valutazione efficienza essiccamento

Contenuto C (%) 19,55%

(0,0016%;28,76%) Rend.Tot.

(Essicc.40 → 15%) 42,82%

(42,70%; 42,31%)

Energia Termica Ceneri (kW) 0,518

(0,292; 0,83) Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 47,05% (46,89%; 46,50%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 33,20% (33,11%; 32,85%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 36,11% (35,99%; 35,72%)

(9)

3) PIOPPO

3.A) Gassificazione del Pioppo

GASSIFICAZIONE del PIOPPO (Umidità pari al 15%)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100 Aria di gassificazione (kg/h) 138,38

Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (Nm3_/h) _107,55

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

PS [mn3/kg]

(Specific Gas Production)

2,62 Pth media entalpia (kWth) 110,58 Pth bassa entalpia (kWth) 66,35 Portata di syngas (kg/h) 234,00 Pth totale (kWth) 176,93 Portata di syngas (Nm3_/h) _222,81 _{Temperature interessanti di processo}

Pesomol.mediosyngas (g/mol) 23,54 Temp. Heater 1 (K) 1609 Composizione volumetrica syngas H 2 = 17,93% CO = 19,44% CH4 = 2,04% CO2 = 10,28% H2O = 11,93% N2 = 38,36% Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1271 Temp. uscita syngas (K) 621

Ouput Potenza Biochar (kW) 38,48 Cold Gas Efficiency CGE 0,72

Frazione volumetrica fumi O2 = 6

CO2 = 12,25

Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 59,82%

Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 45,30% Pesomol.mediofumi (g/mol) 29,07 Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 48,37%

(10)

3.B) Ciclo ORC del Pioppo

Ciclo ORC del PIOPPO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

fumi H2 = 0,0000023% CO = 0,0000043% O2 = 11,01% CO2 = 8,08% H2O = 7,98% N2 = 72,9%

Portata delle ceneri (kg/h) 2,22 Efficienze d'impianto

Contenuto C (%) 28,05% Rend. Elettrico d'impianto 9,00%

(11)

3.C) Processo EFMGT del Pioppo

Processo EFMGT del PIOPPO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Portata dei fumi (kg/h) 1221,84 Pth Fumi (kWth) 165,123 Portata dei fumi (kg/sec) 0,34 Temp. Pth Fumi (K) 875 – 393 Peso molecolare medio (g/mol) 28,93 Electric Power

Composizione volumetrica dei fumi H2 = 0,0000023% CO = 0,0000041% O2 = 11,03% CO2 = 8,056% H2O = 7,96% N2 = 72,92% Potenza elettrica (kW) 51,01 Efficienze d'impianto

(12)

4) RESIDUI DI COLTIVAZIONE DELLA VITE

4.A) Gassificazione della Vite

GASSIFICAZIONE della VITE (Umidità pari al 15%)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100 Aria di gassificazione (kg/h) 145,72

Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (Nm3_/h) _113,25

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Umidità = 15 Ceneri = 2,62 Pyritic = 0,02 Volatili = 80,84 C = 50,8 H = 5,8 Sulfate = 0,01 CF = 16,54 N = 0,9 Cl = 0 Organic = 0,02 Ceneri = 2,62 S = 0,05 O = 39,83

PS [mn3/kg]

2,66 Pth media entalpia (kWth) 115,515 Pth bassa entalpia (kWth) 69,309 Portata di syngas (kg/h) 239,40 Pth totale (kWth) 184,824 Portata di syngas (Nm3_/h) _226,51 _{Temperature interessanti di processo}

Pesomol.mediosyngas (g/mol) 23,69 Temp. Heater 1 (K) 1559 Composizione volumetrica syngas H 2 = 17,86% CO = 20,59% CH4 = 2,096% CO2 = 9,57% H2O = 10,26% N2 = 39,61% Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1289 Temp. uscita syngas (K) 639

Frazione volumetrica fumi O2 = 5,99%

CO2 = 12,2%

Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 61,16%

Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 46,45% Pesomol.mediofumi (g/mol) 29,09 Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 49,45%

(13)

4.B) Ciclo ORC della Vite

Ciclo ORC della VITE (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

fumi H2 = 0,0000027% CO = 0,0000055% O2 = 11,03% CO2 = 8,07% H2O = 7,47% N2 = 73,39%

(14)

4.C) Processo EFMGT della Vite

Processo EFMGT della VITE (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Portata dei fumi (kg/h) 1270,8 Pth Fumi (kWth) 177,23

Portata dei fumi (kg/sec) 0,35 Temp. Pth Fumi (K) 889 – 393 Peso molecolare medio (g/mol) 28,974 Electric Power

(15)

5) RESIDUI DI COLTIVAZIONE DELL'OLIVO

5.A) Gassificazione dell'Olivo

GASSIFICAZIONE dell'OLIVO (Umidità pari al 15%)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100 Aria di gassificazione (kg/h) 133,76 Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (Nm3/h) 103,96

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

PS [mn3/kg]

(Specific Gas Production) 2,526 Pth media entalpia (kWth)_{Pth bassa entalpia (kWth)} 106,677_64,006 Portata di syngas (kg/h) 226,80 Pth totale (kWth) 170,683 Portata di syngas (Nm3_/h) _214,67 _{Temperature interessanti di processo}

Pesomol.mediosyngas (g/mol) 23,68 Temp. Heater 1 (K) 1546 Composizione volumetrica syngas H2 = 17,69% CO = 19,23% CH4 = 2,02% CO2 = 10,54% H2O = 12,42% N2 = 38,09% Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1273 Temp. uscita syngas (K) 623

(16)

5.B) Ciclo ORC dell'Olivo

Ciclo ORC dell'OLIVO (Umidità pari al 15%)

INPUT Portata wet (kg/h s.f.) 100 Ingresso aria (kg/h) Portata dry (kg/h s.s.) 85 Ingresso aria (Nm3/h)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

fumi H2 = 0,0000022% CO = 0,0000039% O2 = 11,02% CO2 = 8,11% H2O = 8,05% N2 = 72,77%

(17)

5.C) Processo EFMGT dell'Olivo

Processo EFMGT dell'OLIVO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Umidità = 15 Ceneri = 2,23 Pyritic = 0,02 Volatili =

81,37 C = 47,68 H = 5,85 Sulfate = 0,01 CF = 16,4 N = 0,58 Cl = 0,05 Organic = 0,02 Ceneri = 2,23 S = 0,05 O = 43,56

Portata dei fumi (kg/h) 1188 Pth Fumi (kWth) 159,55

Energia Termica Ceneri (kW) 0,492 Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 45,24%

(18)

6) SANSA

6.A) Gassificazione della Sansa

GASSIFICAZIONE della SANSA (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

PS [mn3/kg]

(19)

6.B) Ciclo ORC della Sansa

Ciclo ORC della SANSA (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

fumi H2 = 0,0000031% CO = 0,0000057% O2 = 11,02% CO2 = 7,70% H2O = 7,64% N2 = 73,6%

(20)

6.C) Processo EFMGT della Sansa

Processo EFMGT della SANSA (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Portata dei fumi (kg/h) 1382,4 Pth Fumi (kWth) 194,886

(21)

7) ARUNDO DONAX

7.A) Gassificazione dell'Arundo

GASSIFICAZIONE dell'ARUNDO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità considerate = 10 o 20%)

(94,44; 106,25)

Aria di gassificazione (kg/h) 132,82 Portata dry (kg/h s.s.) 85 Aria di gassificazione (Nm3_/h) _103,22

(η=50%,essiccamento 40→15%) (44,493;33,13)39,381 Inerti 0,09 (0,07; 0,11) Pot. Essicc.Effettivo (kW) (η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15 (10; 20) Ceneri = 3,43 Pyritic = 0,05 Volatili = 80,19 C = 47,06 H = 5,84 Sulfate = 0,02 CF = 16,38 N = 0,6 Cl = 0,2 Organic = 0,05 Ceneri = 3,43 S = 0,12 O = 42,75

PS [mn3/kg]

2,53 (2,46; 2,61) Pth media entalpia (kWth) 105,93 (107,676;104,19) Portata di syngas (kg/h) 226,296 (221,4;231,73) Pth bassa entalpia (kWth) 63,6 (64,6;62,5) Pth totale (kWth) 169,5 (172,3; 166,7) Portata di syngas (Nm3_/h) _214,78 (208,95;222,05)

Temperature interessanti di processo

Peso mol.medio syngas (g/mol) 23,62

(23,75;23,39) Temp. Heater 1 (K) 1605 (1618; 1590) Composizione volumetrica syngas ( Um.rif = 15% ) H2 = 17,74% CO = 19,16% CH4 = 2,01% CO2 = 10,41% H2O = 12,51% N2 = 38,08% Temp. Heater 2 (K) 873 Temp.picco gassificazione (K) 1279 (1291; 1263) Temp. Fumi (K) 353,15 Pot.Output Syngas (kW) 294,82 (304,73;285,58) Electric Power Pot.cal. LHV syngas (MJ/kg) 4,69 (4,95; 4,44) Potenza elettrica (kW) Pel = ηel,mot*(m*LHV)syngas 94,34 (97,51; 91,39) Pot.cal. LHV syngas (MJ/Nm3₎ _4,94 (5,25; 4,63) Efficienze d'impianto

Produzione di Biochar (sotto-prodotto)

Portata di Biochar (kg/h) 6,5 (5,72; 7,31) Rend.Termico d'impianto 40,99% (41,66%;40,32%) Contenuto C 55,2 (48,93; 60,1) Rend.Totale d'impianto 63,80% (65,24%;62,42%)

Ouput Potenza Biochar (kW) 47,06

(41,34; 52,78) Cold Gas Efficiency CGE

0,71 (0,74; 0,69)

Portata di fumi (Nm3_/h) _551,33

(560,7; 542,05) Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%)

54,28% (54,49%; 54,40%)

Frazione volumetrica fumi ( Um.rif = 15% ) O2 = 5,99% CO2 = 12,34% Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 58,90% (59,06%; 58,98%) Rend.Tot.2°Princ.(Ess.40→15%) 44,45% (44,83%;44,31%)

Peso mol.medio fumi (g/mol) 29,10

(29,13; 29,06) Rend.Tot.2°Princ.(Ess.30→15%)

47,63% (47,98%;47,46%)

(22)

7.B) Ciclo ORC dell'Arundo

Ciclo ORC dell'ARUNDO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità considerate = 10 o 20%)

Rapp.equivalenza ER 2,28 Pot. Essicc.Effettivo (kW) (η=50%,essiccamento 40→15%)

39,381 (44,493;33,13)

Inerti 0,015

20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15

(10; 20) Ceneri = 3,43 Pyritic = 0,05

Volatili = 80,19 C = 47,06 H = 5,84 Sulfate = 0,02 CF = 16,38 N = 0,6 Cl = 0,2 Organic = 0,05 Ceneri = 3,43 S = 0,12 O = 42,75

Portata dei fumi (kg/h) 1176,48 (1171,44;1180,8)

Pth Olio (kWth) 229,01

(236,943;222,16)

Portata dei fumi (kg/sec) 0,3268 (0,3254;0,328)

Pth Fumi (kWth) 50,54

(50,13; 51) Peso molecolare medio (g/mol) 28,91

(29; 28,81) Pth Totale (kWth) (287,07;273,16)279,55 Composizione volumetrica dei

fumi (Um.di riferimento 15%)

H2 = 0,0000022% CO = 0,0000038% O2 = 11,02% CO2 = 8,07% H2O = 8,1% N2 = 72,77%

Temp. Pth Fumi (K) 552 – 393 Temp. Pth Olio (K) 491 – 363 Temperatura di picco (K) 1302

(1333; 1275) Electric Power

(36,17;33,91) Portata delle ceneri (kg/h) 3,51

(20,62%;25,57%) Rend. Elettrico d'impianto _{(8,75%;8,20%)}8,45%

(69,42%;66,1%) Flusso di uscita (kg/h) 2395,8

(2476,8; 2322) Rend.Totale d'impianto (78,2%;74,26%)76,06% Flusso di uscita (kg/sec) 0,666

(0,688; 0,645) Valutazione efficienza essiccamento Temperatura (K) 363 Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%) 66,53%

(67,41%;66,25%) Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 71,16% (71,99%;70,82%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 48,38% (49,08%;48,11%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 51,56% (52,23%;51,25%)

(23)

7.C) Processo EFMGT dell'Arundo

Processo EFMGT dell'ARUNDO (Umidità di riferimento = 15%, altre umidità considerate = 10 o 20%)

39,381 (44,493;33,13)

Inerti 0,015

20,259 (25,56;14,2)

Umidità = 15

(10; 20) Ceneri = 3,43 Pyritic = 0,05

Volatili = 80,19 C = 47,06 H = 5,84 Sulfate = 0,02 CF = 16,38 N = 0,6 Cl = 0,2 Organic = 0,05 Ceneri = 3,43 S = 0,12 O = 42,75

Portata dei fumi (kg/h) 1177,2

(1173,6; 1188) Pth Fumi (kWth) (167,4;149,66)157,5 Portata dei fumi (kg/sec) 0,327

(0,326; 0,33) Temp. Pth Fumi (K) (887, 851)870 – 393 Peso molecolare medio (g/mol) 28,9

(29,01; 28,774) Electric Power Composizione volumetrica dei

fumi (Um.di riferimento 15%)

H2 = 0,0000021% CO = 0,0000037% O2 = 11,02% CO2 = 8,05% H2O = 8,08% N2 = 72,78% Potenza elettrica (kW) 49,37 Efficienze d'impianto

Rend. Elettrico d'impianto 11,94% Rend. ciclo Turbogas 31,35%

(29,49%; 32,99%)

Temperatura di picco (K) 1301

(1331; 1271) Rend.Termico d'impianto (40,48%; 36,19%)38,09%

(52,42%; 48,13%)

Portata delle ceneri (kg/h) 3,52 (2,9; 3,91)

Valutazione efficienza essiccamento

(0,0014%,25,57%)

Rend.Tot. (Essicc.40 → 15%) 40,50% (41,66%;40,12%)

Energia Termica Ceneri (kW) 0,558

(0,245; 0,733) Rend.Tot. (Essicc.30 → 15%) 45,13% (46,24%;44,70%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.40→15%) 31,58% (32,37%;31,31%) Rend.Tot.2°Princ. (Ess.30→15%) 34,76% (35,52%;34,46%)

(24)

8) SORGO

8.A) Gassificazione del Sorgo

GASSIFICAZIONE del SORGO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

PS [mn3/kg]

Frazione volumetrica fumi O2 = 6% CO2 = 12,29%

(25)

8.B) Ciclo ORC del Sorgo

Ciclo ORC del SORGO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

(η=50%,essiccamento 30→15%) 20,259

Umidità = 15 Ceneri = 4,74 Pyritic = 0,035 Volatili = 77,2 C = 47,3 H = 5,8 Sulfate = 0,02

CF = 18,06 N = 0,4 Cl = 0 Organic = 0,035 Ceneri = 4,74 S = 0,09 O = 41,67

fumi H2 = 0,0000022% CO = 0,0000039% O2 = 11,02% CO2 = 8,05% H2O = 8% N2 = 72,89%

Contenuto C (%) 12,95% Rend. Elettrico d'impianto 8,50%

(26)

8.C) Processo EFMGT del Sorgo

Processo EFMGT del SORGO (Umidità pari al 15%)

(η=50%,essiccamento 40→15%) 39,381

20,259

Umidità = 15 Ceneri = 4,74 Pyritic = 0,035 Volatili = 77,2 C = 47,3 H = 5,8 Sulfate = 0,02

CF = 18,06 N = 0,4 Cl = 0 Organic = 0,035 Ceneri = 4,74 S = 0,09 O = 41,67

Portata dei fumi (kg/h) 1188 Pth Fumi (kWth) 159,66

Composizione volumetrica dei fumi H2 = 0,0000022% CO = 0,0000039% O2 = 11,01% CO2 = 8,05% H2O = 8% N2 = 72,89% Potenza elettrica (kW) 49,78 Efficienze d'impianto