L energia che consumo. Fabio Peron. Combustione. Aria di combustione. Combustione

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1 Corso di Progettazione Ambientale prof. Fabio Peron Combustione L energia che consumo Fabio Peron Università IUAV - Venezia Combustione Aria di combustione Si dice combustione qualunque reazione chimica nella quale un combustibile ( sostanza ossidabile o riducente) reagisce con un comburente ( sostanza ossidante ), liberando energia. Si tratta di una reazione esotermica, che libera calore perché i reagenti possiedono più energia dei prodotti di reazione. riducente CH O CO + H O + calore combustibile ossidante 4 + comburente prodotti L ossigeno comburente nella reazione di combustione è in genere quello dell aria. L aria necessaria a far reagire 1 kg di combustibile viene detta aria teorica di combustione. Essa dipende dalla composizione del combustibile. Nella realtà a causa del non perfetto miscelamento dei reagenti per una reazione completa è necessario utilizzare una maggiore quantità di aria e si parla di eccesso di aria o di ossigeno. CH O CO + H O + calore 4 + Una mole di metano si combina con due moli di ossigeno. Nella miscela aria si ha un rapporto ossigeno/azoto pari a 1/78. Quindi una mole di ossigeno porta con se 4 moli di azoto. E questa l aria teorica di combustione.

2 Combustibili Le fonti di energia: il petrolio I combustibili sono molti, la famiglia più utilizzata è costituita da miscele di composti chimici detti idrocarburi (combinazioni di idrogeno e carbonio) Solidi Carbone, torba e legna (naturali) Coke (di sintesi) Le forniture di petrolio per Italia e EU sono per la quasi totalità da europa (Brent) medio oriente, africa. Liquidi Dalla raffinazione del petrolio: olii leggeri, medii e pesanti, gasolio, kerosene Gassosi Gas naturale, Metano Dalla raffinazione del petrolio: GPL Gas di cokeria, gas d acqua, gas di città le fonti di energia: il gas naturale Le fonti di energia: il gas naturale L approdo del gasdotto Italia-Tunisia a Marzara Galleria Maserit (Friuli) gasdotto Italia-Russia La rete italiana è alimentata da tre gasdotti provenienti da: Russsia, Olanda, Tunisia Posa gasdotto Italia-Olanda Si importa anche gas naturale liquefatto attraverso navi gasiere. Nuovo terminal a Porto Viro (RO)

3 le fonti di energia: il carbone Potere calorifico di un combustibile Cardiff - Galles La caratteristica principale di un combustibile è il suo potere calorifico. Si definisce come la quantità di calore (kcal - MJ ) sviluppata dalla combustione di una quantità unitaria di combustibile (kg per solidi e liquidi, per i gas m in condizioni normali, cioè a pressione atmosferica e a 0 C). potere calorifico superiore p.c.s.: si considera il calore sviluppato dalla reazione con tutti i prodotti della combustione alla temperatura ambiente e quindi con l acqua prodotta allo stato liquido Porto di Anversa potere calorifico inferiore p.c.i.: In questo caso invece si considera l acqua prodotta allo stato di vapore. E quello generalmente considerato Eagle butte USA Il potere calorifico superiore corrisponde al potere calorifico inferiore più il calore latente dell acqua prodotta nella reazione di combustione. Potere calorifico Potere calorifico di un combustibile calorimetri combustibile p.c.i p.c.i p.c.s kcal/kg- kj/kg - kcal/kg - legna torba carbone coke lignite 500 RSU 500 biomassa 500 petrolio greggio olio combustibile gasolio benzina LPG

4 Potere calorifico di un combustibile Unità di misura di energia e potenza J cal BTU KWh combustibile p.c.i p.c.i p.c.s kcal/nm kj/nm kcal/nm gas naturale gas di cokeria gas di raffineria 1000 metano propano butano J 1 0,88 9, , cal 4,1867 1,968 1, BTU 1055,06 519,9 1, KWh, ,14 1 W kcal/h BTU/h CV HP 1 W 1 0,859,41 1, , kcal/h 1,16 1,968 1, , BTU/h 0,9 0,5 1, , CV 75,5 6,41 509,6 1 0,986 1 HP 745,7 641,1 544,4 1,01 1 Prodotti di Combustione Emissioni standard di CO Nelle combustioni in aria si ha la formazione di acqua liquida o vaporizzata e di anidride carbonica, dovute alla presenza di carbonio e idrogeno nei combustibili. Se l ossigeno non è sufficiente ad ossidare completamente il carbonio si ha presenza, più o meno elevata, di ossido di carbonio, prodotto tipico delle combustioni in atmosfera povera di ossigeno. Nella miscela di gas prodotti sono presenti anche residui incombusti e polveri trascinate.

5 Emissioni standard di CO I vettori energetici: i prodotti petroliferi Asfalto bitume I vettori energetici: l energia elettrica I vettori energetici: l energia elettrica Il rendimento energetico globale del sistema elettrico di produzione, trasmissione e distribuzione è piuttosto basso e puo variare dal 5% al 45% a seconda della fonte primaria utilizzata e della tecnologia impiegata. Una notevole perdita di energia si ha nel processo di produzione. Una ulteriore perdita dell ordine del 10-1% si ha lungo le reti di trasmissione e distribuzione. Centrale S. Filippo - Bari 4 gruppi da 160 MW e gruppi 0 MW alimentati a olio pesante

6 Energia primaria L idrogeno: un nuovo vettore energetico L energia primaria è quella contenuta nelle fonti energetiche che può essere utilizzata sia direttamente che trasformata in altri prodotti energetici. A esempio un metro cubo di gas metano (fonte di energia) estratto da un giacimento può essere utilizzato sia per riscaldare un ambiente direttamente che per produrre energia elettrica in una centrale Per produrre un kwh elettrico è necessaria una maggiore quantità di energia primaria. Dipende dall efficienza del parco di produzione e dalle dispersioni nel trasporto. Complessivamente in Italia si ha un efficienza di circa 9%. Per produrre un kwh elettrico sono necessari circa,5 kwh di energia primaria. Riscaldare l acqua con l elettricità da rete elettrica nazionale è molto efficiente!!!!!!!???????????????? Ottengo1apartiredacirca,5unitàenergetiche L idrogeno: un nuovo vettore energetico Celle a combustibile come accumulatori

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