Petcoke & Coal Exploitation: Development of Environment Friendly Processes

Considerato l’attuale divario e le future tendenze dell'offerta e della domanda di energia nel mondo, la minaccia degli impatti dovuti alle crescenti emissioni di gas serra e l'attuale diffusione delle fonti di energia rinnovabili e sostenibili, l'uso responsabile ed efficiente dei combustibili fossili rappresenta oggi una delle principali priorità per la comunità industriale e scientifica. Alla luce di ciò, lo sviluppo e l'ottimizzazione di efficienti sistemi di gassificazione e di processi ausiliari è il principale obiettivo di questo lavoro di tesi. Esso è stato sviluppato secondo un approccio sia sperimentale che di tipo simulation-based. Aspen Plus™ è stato impiegato come strumento di simulazione di base per la modellazione, l'analisi e il confronto di tre nuovi sistemi di gassificazione indiretti. Sono stati dunque sviluppati e simulati tre schemi di processo di gassificazione indiretti originali. Questi schemi sembrano essere compatibili con i processi di gassificazione convenzionali in termini sia di qualità del syngas e che dell'efficienza complessiva del processo. Aspen Plus™ è stato anche utilizzato per la simulazione di processi a valle richiesti per il trattamento del syngas allo scopo di rimuovere contaminanti come catrami ed elementi presenti in tracce. In aggiunta, un altro trattamento studiato e dunque ottimizzato è stato quello di biodegradazione del fenolo che è presente nelle acque reflue prodotte dai trattamenti di lavaggio ad umido del syngas. In aggiunta, l'utilizzo nella gassificazione di materie prime di bassa qualità come la lignite e coke di petrolio è stato considerato. Entrambi questi combustibili sono legati a processi di combustione poveri, sono altamente inquinanti anche se sono relativamente economici rispetto ad altre materie prime quali carbone bituminoso e oli di fornace. Sono stati sottoposti a test sperimentali campioni di lignite provenienti dal Pakistan e coke di petrolio italiano specialmente per quanto riguarda le loro proprietà in regime di pirolisi e combustione. I test sono stati condotti mediante analisi termogravimetrica. Questi combustibili e le loro miscele mostrano un alto potenziale d’uso nel processo di gassificazione per produrre energia o dare sintesi. Il loro comportamento cinetico è stato dunque analizzato mediante un approccio secondo legge di Arrhenius e infine confrontato con lo scopo di fornire dati cinetici utili allo sviluppo del processo di pirolisi e di gassificazione.