Sperimentazione e Innovazione Tecnologica al Centro Ricerche ENEA di Saluggia

Transcript

1 Sperimentazione e Innovazione Tecnologica al Centro Ricerche ENEA di Saluggia Giovanni Stoppiello 27 Settembre

2 Struttura organizzativa Edificio 3000 del centro Ricerche ENEA di Saluggia (VC) Hall tecnologica THEXAS (Thermal Experimentation Area of Saluggia) Locale attrezzato per la prova di impianti e componenti tecnologici innovativi fino a 3 MW di potenza (~ 420 mq) Laboratori di supporto Chimico: analisi termogravimentriche sui combustibili e determinazione degli inquinanti Meccanico: lavorazioni meccaniche per allestimento linee sperimentali Elettronico: manutenzione e riparazione strumenti analogici e digitali Personale Ricercatori ENEA UTTS abilitati alle prove sperimentali Collaboratori tecnici specializzati ENEA UTTS (di cui uno abilitato alla conduzione di impianti a vapore per una produzione massima di 20 t/h) Personale tecnico specializzato del CR ENEA Saluggia per operazioni di supporto e manutenzione impianti 27 Settembre

3 Finalità ed obiettivi ENEA - Unità Tecnica Tecnologie Saluggia. effettua studi e ricerche sull uso e la caratterizzazione energetica delle biomasse e sulla sperimentazione di biocombustibili.. Studi e verifiche sperimentali sui sistemi di combustione della biomassa solida per la produzione di energia Studi e ricerche sugli impianti di riscaldamento domestico di piccola taglia e analisi delle emissioni inquinanti Sviluppo di componenti tecnologici innovativi per la riduzione delle emissioni inquinanti prodotte dalla combustione della biomassa solida in impianti di media taglia Sviluppo e verifica sperimentale di componenti tecnologici innovativi per la produzione di energia da biomassa e il recupero energetico 27 Settembre

4 Studi e ricerche sugli impianti di riscaldamento domestico di piccola taglia e analisi delle emissioni inquinanti Studi sui metodi di campionamento del particolato per apparecchi di piccola taglia a carica manuale Particolato da combustione di biomassa Particelle di carbonio organico da combustione incompleta della biomassa a bassa temperatura d p 10 mm Condensati organici da combustione incompleta e successiva condensazione e nucleazione degli idrocarburi 0,1 mm d p 10 mm Sali inorganici derivanti dall evaporazione e successiva condensazione di vapori (a base di metalli alcalini) d p 100 nm Aggregati di carbonio solido elementare (soot, black carbon) derivanti da reazioni secondarie di combustione d p 100 nm Fernandes, 2011 Misure gravimetriche di concentrazione metodo a caldo metodo con tunnel di diluizione campionamento mediante impattore multistadio (PM < 1; PM 1 2.5; PM ; PM >10) Partecipazione a gruppi di lavoro e di normazione: Comitato Termotecnico Italiano (CTI), GL609 Stufe, caminetti e barbecue ad aria e acqua, SG04 Metodo campionamento polveri CEN/TC 295 Residential solid fuel burning appliances WG5: Test methods EN PME TEST common European test method to determine particle matter emissions (PME) from residential heating appliances and boilers burning solid fuels (in co partecipazione con ISSI SSC) 27 Settembre

5 Studi e ricerche sugli impianti di riscaldamento domestico di piccola taglia e analisi delle emissioni inquinanti Schemi di campionamento 27 Settembre

6 Studi e ricerche sugli impianti di riscaldamento domestico di piccola taglia e analisi delle emissioni inquinanti Studi e verifiche prestazionali degli impianti Verifica del rendimento energetico e delle condizioni di esercizio degli apparecchi Determinazione delle emissioni inquinanti (particolato, CO, COV/TOC, IPA,.) Studi sul processo di combustione e sui meccanismi di formazione degli inquinanti in apparecchi a carica manuale Valutazione dell efficienza dei sistemi di abbattimento degli inquinanti per impianti di piccola taglia kg consumo combustibile 3 2,5 2 1,5 1 0, C T focolare T fumi temperature sec % rendimento termico sec mg/nm 3 al 13% O Settembre CO sec

7 Studi e ricerche sugli impianti di riscaldamento domestico di piccola taglia e analisi delle emissioni inquinanti Partecipazione a: European Energy Research Alliance (EERA) SP: Stationary Bioenergy WP1: Residential/domestic heating and cooling, including micro CHP RT1.1: RHC systems for tomorrow s buildings Innovative solutions for particle emissions reduction from stoves and fireplaces In via di definizione: Progettazione e realizzazione di un prototipo di stufa a legna a basso impatto ambientale In collaborazione con: ENEA UTVALAMB AIR ISSI SSC: Innovhub Stazioni Sperimentali per l Industria, divisione Stazione Sperimentale per i Combustibili La Castellamonte S.n.c. 27 Settembre

8 Studio e sviluppo di componenti tecnologici innovativi per la riduzione delle emissioni inquinanti in impianti di combustione di biomassa solida AdP MSE ENEA per la Ricerca sul Sistema Elettrico Nazionale PAR 2012 Progetto B.1.1. obiettivo b7 Energia elettrica da biomasse: sviluppo di sistemi per la produzione di energia elettrica e l upgrading dei biocombustibili In collaborazione con FN spa e Università di Salerno (Dipartimento di Ingegneria Industriale, Di.I.In.) 27 Settembre

9 Studio e sviluppo di componenti tecnologici innovativi per la riduzione delle emissioni inquinanti in impianti di combustione di biomassa solida Filtri ceramici porosi di tipo wall flow fumi di combustione gas depurati fumi di combustione canali di ingresso canali di uscita 250 mm 3000 mm 475 mm 475 mm 150 mm 500 mm 150 mm campionamento CO filtri ceramici 350 mm 70 mm p campionamento IPA fiala adsorbente 274 mm 700 mm 300 mm 500 mm mm 1967 mm 1794 mm 1884 mm caldaia sistema di aspirazione campionamento particolato condensa 27 Settembre mm

10 Studio e sviluppo di componenti tecnologici innovativi per la riduzione delle emissioni inquinanti in impianti di combustione di biomassa solida cat. CuFe 2 O 4 d pori > 20 m T filtro > 400 C v sup ~ 0.6 m/s mg/nm 3 al 10% O filtro bianco filtro cat. 15% CO 1000 ~ 95% sec Particolato da combustione di biomassa solida Depth filtration filtro "bianco" filtro cat. 15% p filtri fumi di combustione mm H 2O particolato adeso Filtro bianco Filtro cat. 15% gas puliti > 92% 27 Settembre

11 Sviluppo di nuovi sistemi e componenti per il recupero energetico da biomassa recupero di cascami termici in impianti di cogenerazione da biomassa 1200 kwt ~ 450 kwe biogas Energia elettrica ~ 220 kwt digestore anaerobico Vapore ~ 30 kwe syngas Energia termica = 14 % raffreddamento fumi raffreddamento fumi ~ 140 kwt ~ 290 kwt ~65 kwt raffreddamento motore ~ 275 kwt gassificatore perdite ~ kwt 27 Settembre

12 Sviluppo di nuovi sistemi e componenti per il recupero energetico da biomassa Sviluppo e verifica sperimentale di generatore di vapore a spirali piane sovrapposte In collaborazione con M.E.Rivus e ENEA UTIS Principali caratterisitche: Basse perdite di carico lato mantello Ingombri limitati Dati tecnici principali: Potenza: 220 kw (fino a 320 kw) rendimento: circa 75% Temperatura fumi in ingresso: C Portata acqua: fino a 432 kg/h Pressione di vapore: 60 bar Temperatura vapore in uscita: 440 C Verifiche sperimentali: Scambio termico e rendimento Condizioni del vapore in uscita Stabilità termica (dilatazioni) Resistenza meccanica alle vibrazioni Fenomeni di instabilità fluidodinamica lato acqua 27 Settembre

13 Contatti Grazie per l attenzione Ing. Giovanni Stoppiello Centro Ricerche ENEA Saluggia Strada per Crescentino, Saluggia (VC) Tel: / giovanni.stoppiello@enea.it 27 Settembre