Lista proposte di Tesi di Laurea Magistrale aa

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1 Lista proposte di Tesi di Laurea Magistrale aa Industrial Catalysis 1. Syngas production through H2O/CO2 thermochemical splitting 2. Glycerol valorization: catalytic conversion to acrolein, acrylic acid and 1,2 propandiol Industrial Safety 3. CFD simulations of dust dispersion in 1 m3 explosion vessel 4. Dust and hybrid mixture flame propagation in a tubular reactor Almerinda Di Benedetto Professor of Chemical Engineering Dipartimento di Ingegneria Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale Universita' degli Studi di Napoli "Federico II" Piazzale Tecchio 80, Napoli (Italy) Ph.: Fax: almerinda.dibenedetto@unina.it skype: almerinda.dibenedetto

2 Syngas production through H2O/CO2 Thermochemical splitting Relatore: prof. Almerinda Di Benedetto, prof. G. Luciani Tutor: Ing. Gianluca Landi, Istituto di Ricerche sulla Combustione CNR Introduzione: La produzione di H 2 mediante termolisi diretta di H 2O è proibitiva per l elevate temperature di esercizio ( > 2500 C). Mediante l ausilio di un ossido metallico (M xo y) è possibile ridurre la temperatura di esercizio. Il processo di thermochemical H 2O/CO 2 splitting è un processo a 2 step: step di ossidazione ad opera di H 2O (CO 2) e lo step di auto-riduzione che viene sostenuto dall energia solare. Al fine di poter esercire il processo è necessario sviluppare materiali che siano in grado di promuovere sia l ossidazione che l auto-riduzione a temperature sufficientemente basse (1000 C). Inoltre, al fine di ottimizzare il processo è auspicabile l utilizzo di materiali che siano in grado di promuovere i 2 step alla stessa temperatura. Obiettivo: La presente proposta di tesi ha come obiettivo lo sviluppo, la caratterizzazione ed il test di materiali in grado di promuovere la produzione di CO/H 2. Approccio: L attività consiste nello sviluppo di materiali a base di ossidi misti mediante diverse tecniche di preparazione (sol-gel, impregnazione ). I materiali sviluppati verranno caratterizzati per valutarne le proprietà chimico/fisiche (area superficiale, grado di cristallinità, composizione, riducibilità ). I materiali verranno testati in termobilancia per una caratterizzazione cinetica e successivamente in un reattore da laboratorio per testarli nelle condizioni reali di processo. In parallelo, verrà sviluppato un modello matematico sia dello stadio di auto-riduzione che dello stadio di ossidazione.

3 Relatore: prof. Almerinda Di Benedetto Tutor: Ing. Gianluca Landi, Istituto di Ricerche sulla Combustione CNR Ing. Giovanna Ruoppolo, Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR Valorization of glycerol through catalytic conversion Il processo di produzione del bio-diesel ha come sotto-prodotto il glicerolo (per ogni tonnellata di biodiesel vengono prodotte 0.1 tonnellate di glicerolo. Gli utilizzi del glicerolo (farmaceutico, cosmetico, alimentare ) sono vari ma al momento il mercato è saturo. Di conseguenza, nasce l esigenza di trasformare il glicerolo in prodotti a maggiore valore aggiunto. I processi più promettenti sono quello di produzione di acroleina, acido acrilico e 1,2 propandiolo. Obiettivo: La presente proposta di tesi ha come obiettivo lo sviluppo, la caratterizzazione ed il test di materiali in grado di promuovere le reazioni di conversione del glicerolo ad acroleina, acido acrilico e 1,2 propandiolo. Approccio: L attività consiste nello sviluppo di catalizzatori polifunzionali mediante diverse tecniche di preparazione (sol-gel, impregnazione ). I materiali sviluppati verranno caratterizzati per valutarne le proprietà chimico/fisiche (area superficiale, grado di cristallinità, composizione, riducibilità ). Le reazioni verranno condotte in un reattore ad alte pressioni/temperature.

4 CFD simulations of dust dispersion in 1 m 3 explosion vessel Relatore: Prof. Almerinda Di Benedetto Tutor: Dr. Ing. Valeria Di Sarli, Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR La misura dei parametri di infiammabilità e/o esplosività di polveri viene condotta adottando una procedura standard in due apparecchiature standard: vessel da 20 l o, in alternativa, vessel da 1 m 3. La dispersione della polvere nell apparato è un aspetto chiave che determina l attendibilità delle misure stesse. Simulazioni CFD della bomba standard da 20 l (Di Benedetto et al., AIChE Journal 2013; Di Sarli et al., Journal of Loss Prevention in the Process Industries 2015) hanno mostrato che la modalità di dispersione affidata a dispositivi quali il rebound nozzle o il perforated annular nozzle non è adeguata a garantire la formazione di una miscela uniforme polvere/aria. La Figura 1 mostra, infatti, che le particelle di polvere (in rosso) sono segregate e non uniformemente disperse. Obiettivo: La presente proposta di tesi ha come obiettivo la caratterizzazione fluidodinamica del campo di moto nella sfera da 1 m 3 ed il confronto con la sfera da 20 l. Approccio: L attività consiste nello sviluppo di un modello matematico CFD a partire dal modello già sviluppato per la sfera da 20 l.

5 Dust and hybrid mixture flame propagation in a tubular reactor Relatore: Prof. Almerinda Di Benedetto Tutor: Ing. Roberto Sanchirico & Valeria Di Sarli, Istituto di Ricerche sulla Combustione CNR La prevenzione/mitigazione di fenomeni esplosivi generati da polveri e/o miscele ibride va effettuata mediante il corretto design delle apparecchiature. A tal fine è necessario caratterizzare i parametri di esplosività ed infiammabilità. Questi dipendono dalla velocità di propagazione di fiamma. Ad oggi la misura della velocità di propagazione di fiamma di miscele polveri/aria e miscele ibride (polveri e vapori combustibili) ed i meccanismi sottostanti non è ancora ben sviluppata. Obiettivo: La presente proposta di tesi ha come obiettivo lo studio dei meccanismi che caratterizzano la propagazione di fiamma di miscele polveri/aria e miscele ibride. Approccio: L attività consiste nel mettere a punto prove di propagazione di fiamma in un tubo di acciaio, equipaggiato con strumenti di misura (termocoppie, trasduttori di pressione) al variare della polvere (organica, metallica) e delle condizioni operative.