Combustion and Sustainable Development

Combustion and Sustainable Development 25 th Event of the Italian Section of the Combustion Institute Sala del Tempio di Adriano June 3-5, 2002 PROVISIONAL PROGRAM Monday, 3 9.30-9.45 Opening 9.45-10.30 Opening Lecture Ultrafine Particles from Combustion: Scientific and Environmental Issues A. D Alessio Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Napoli "Federico II", Napoli, Italy 10.30-12.30 Session I: Novel Fuels and Processes I.1 Preliminary Kinetic Analysis of Biogas Combustion under Diluted Condition G. Calchetti, V. Visentin, S. Giammartini ENEA - C. R. Casaccia, Sec. ING-TECO, Roma, Italy I.2 Mathematical Modelling of Electric Field-Activated Combustion Reactions M. Pisu*, A. Cincotti**, A. M. Locci**, R. Orrù*, and G. Cao** * CRS4, UTA, Cagliari, Italy ** Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali, Università degli Studi di Cagliari, Italy I.3 Mild Combustion in a Laboratory - Scale Apparatus A. Effuggi, D. Gelosa, R. Rota Dip. CMIC / CIIRCO, Politecnico di Milano, Italy I.4 Extinction of N2 Diluted N-Heptane Non-Premixed Counterflow Flames P. Berta*, I.K. Puri*, S. Granata**, T. Faravelli**, E. Ranzi** * University of Illinois at Chicago, USA ** Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy I.5 Flameless Combustion: from Furnaces to New Applications A. Milani, J.G. Wünning WS GmbH, Germany I.6 Experimental Identification of Bifurcation Points in Methane Oxidation M. de Joannon*, A. Tregrossi*, A. Cavaliere** I.7 Numerical Simulation of a H2/Air Turbulent Non-Premixed Flame R. Malagnino *, E. Giacomazzi**, C. Bruno*, G. Calchetti**, M. Rufoloni** * Department of Mechanics and Aeronautics - Università "La Sapienza", Rom, Italy ** ENEA - C. R. Casaccia, Sec. ING-TECO, Roma, Italy 1

I.8 Study of the Stabilising Effect of Hydrogen in Lean Premixed Combustors A. Di Benedetto Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR, Napoli, Italy 12.30-13.30 Session II/1: Combustion in Practical Systems II.1 II.2 II.3 II.4 Kinetic Modelling of Liquid Fuel Combustion S. Granata, R. Del Rosso, T. Faravelli, E. Ranzi Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy Validation of a Discrete Ordinate Flux Method for Design and Performance Prediction of Cylindrical Combustors M. Filla Dipartimento di Processi Chimici dell'ingegneria, Universita' di Padova, Italy Cooling Control of Hot Exhaust Gases for Low NO2 Emissions E. Baraldi, G. Fogliani Worgas Bruciatori, Formigine (MO), Italy Characterization of Chemical Compounds Produced in a Steam Generator Tested in Reburning Conditions E. Ricci*, G. Giammartini*, C. Benedetti*, F. Di Carlo*, A. L'Insalata**, A. Saponaro**, L. Fortunato** * ENEA - C. R. Casaccia, Roma, Italy ** ANSALDO CALDAIE - Centro Combustione Ambiente, Gioia del Colle, Italy 13.30-15.15 Brunch Break 14.15-16.15 Session II/2: Combustion in Practical Systems II.5 II.6 II.7 II.8 LES of an Industrial Burner E. Giacomazzi, G. Calchetti, M. Rufoloni ENEA - C. R. Casaccia, Sec. ING-TECO, Roma, Italy Numerical Simulation of Strong Swirling Confined Flame by CFD Calculation A. Frassoldati*, S. Frigerio*, T. Faravelli*, E. Colombo**, F. Inzoli** * Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy ** Dipartimento di Energetica, Politecnico di Milano, Italy Comparison between PIV Measurements and CFD Simulation on a Model of GT Annular Burner D. Giordano, S. Giammartini, M. Rufoloni, G. Calchetti, F. Manfredi, E. Giacomazzi ENEA - Engineering Division CR Casaccia, Roma, Italy Fluid Dynamic and Thermal Analysis of an Industrial Natural Gas Burner P. Gennaro*, G. Scribano**, L. Galfetti**, A. Coghe**, G. Solero** * C.I.T.T. Impianti Srl, Bollate MI, Italy ** Dipartimento di Energetica, CIIRCO, Politecnico di Milano, Italy 16.15-16.30 Coffee Break 16.30-18.00 Session III: Internal Combustion Engines III.2 III.3 CFD Modelling of a Lean-Lean-Premixed-Staged Combustion Chamber D. Valentini*, A. Barresi*, E. Carrea** * Politecnico di Torino, Italy ** Alstom Power Technology Center, Baden-Daettwil, Switzerland NOx Formation in the Rich Quench Lean Combustion Mode: Chemical Kinetic Modelling L. Miccoli*, A. Barresi*, E. Carrea** * Politecnico di Torino, Italy 2

III.1 III.4 III.5 III.6 ** Alstom Power Technology Center, Baden-Daettwil, Switzerland Modeling of Spark Ignition Engines with Tumble Swirl U. Martin*, R. Rota*, S. Carrà*, A. Dominici** * Dip. CMIC / CIIRCO, Politecnico di Milano, Italy ** Ferrari Spa, Italy Combustion Control by Multiple Injection in Common Rail D.I. Engines C. Beatrice*, P. Belardini*, C. Bertoli*, M.na Migliaccio*, C. Guido** * Istituto Motori - CNR Napoli, Italy ** DIME Università Federico II, Napoli, Italy Further Knowledge on the Effect of Fuel Formulation on Diesel Combustion C. Beatrice*, C. Bertoli*, N. Del Giacomo*, M. Lazzaro*, C. Guido** * Istituto Motori - CNR Napoli, Italy ** DIME Università Federico II, Napoli, Italy DEAL : A New Concept For Diesel Combustion C. Beatrice, C. Bertoli, N. del Giacomo, M. Migliaccio Istituto Motori - CNR Napoli, Italy Tuesday, 4 8.30-9.15 Invited Lecture Life Cycle Assessment: science, philosophy or divination? U. Arena Dipartimento di Scienze Ambientali, II Università di Napoli, Italy 9.15-10.45 Session IV/1: Coal, Biomass and Waste IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 Modeling of Molecular Weight Distribution of Tars from Coal Pyrolysis G. Migliavacca*, E. Parodi*, L. Bonfanti**, T. Faravelli***, E. Ranzi*** * Stazione Sperimentale dei Combustibili. S. Donato Milanese, Italy ** ENEL Produzione-Ricerca, Pisa, Italy *** Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy Kinetic Modelling of Emissions from Liquid Fuel FBC A. Frassoldati*, T. Faravelli*, E. Ranzi*, M. Miccio**, F. Miccio*** * Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy ** Dipartimento di Ingegneria Chimica ed Alimentare, Università di Salerno, Italy *** Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR Napoli, Italy Sound Assisted Fluidized Bed Combustion A. Cammarota, M. Urciuolo, R. Chirone Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR, Napoli, Italy Loss of Gasification Reactivity towards O 2 and CO 2 upon Heat Treatment of Carbons O. Senneca*, P. Salatino** ** Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Napoli Federico II, Napoli, Italy Puff Production during Incineration of Sewage Sludge Spiked with Chlorinated Hydrocarbons G. Mininni*, G. Mascolo** * Istituto di Ricerca sulle Acque, CNR, Roma, Italy ** Istituto di Ricerca sulle Acque, CNR, Bari, Italy Metal Enrichment in Solid Residues Produced in Sludge Incineration by a Fluidized-Bed Furnace D. Marani, C.M. Braguglia, G. Mininni Istituto di Ricerca sulle Acque, CNR, Roma, Italy 3

10.45-11.00 Coffee Break 11.00-13.00 Session IV/2: Coal, Biomass and Waste IV.7 IV.8 IV.9 The Influence of the Hydration Time on Spent Sorbents Reactivation for Fluidized-Bed Desulphurization Processes F. Montagnaro*, P. Salatino*, S. Russo**, F. Scala**, C. Zucchini** * Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Napoli Federico II, Napoli, Italy * Selective Depolymerization of Polyethylene D. Pedol, P. Canu Dipartimento di Principi e Impianti di Ingegneria Chimica, Università di Padova, Italy Fuels and Combustible Wastes G. Mininni*, R. Chirone** * Istituto di Ricerca sulle Acque, CNR, Roma, Italy * IV.10 Characterization of Biomass Residue after Devolatilization in Different Operative Conditions E. Biagini*, L. Tognotti** * Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Pisa, Italy ** ENEL Produzione S.p.A. - Ricerca, Pisa, Italy IV.11 Sub-Models for the Devolatilization of Biomass Fuels E. Biagini, C. Grassi, L. Tognotti Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Pisa, Italy IV.12 Deposit Prediction from Coal-Biomass Co-Combustion A.Bianchi, M. Cioni, N. Pintus ENEL Produzione S.p.A. - Ricerca, Pisa, Italy IV.13 Combustion Behaviour of Fast Pyrolysed Coal, Biomasses and Their Blends P. Ciambelli, V. Palma, P. Russo, S. Vaccaro, V. Vaiano Dipartimento di Ingegneria Chimica e Alimentare, Università di Salerno, Fisciano, Italy IV.14 The Environmental Performance of Alternative Solid Waste Management Options: A Life-Cycle Assessment Approach to the Study U. Arena, M.L. Mastellone, F. Perugini. Dipartimento di Scienze Ambientali, II Università di Napoli, Italy 13.00-14.00 Lunch Break 14.00-15.00 Session IV/3: Coal, Biomass and Waste IV.15 Chemical Characterization of Liquids Products from Wood Pyrolysis C. Branca Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università "Federico II", Napoli, Italy IV.16 Modelling the Combustion of Moist Wood A. Galgano Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università "Federico II", Napoli, Italy IV.17 Development of a Commercial FB Boiler for Combustion of Renewable Fuels at Small Scale A. Cante*, A. De Riccardis**, C. Liccardi*, F. Miccio*, A. Silvestre* ** Tekne srl, Galatina LE, Italy 4

IV.18 Char Combustion Ketics of Biomasses: a Database for Industries N. Rossi*, M. Falcitelli**, P. Ghetti* * ENEL S.p.A. Produzione Ricerca, Pisa, Italy ** Consorzio Pisa Ricerche, Pisa, Italy 15.00-16.00 Session V: Catalytic Combustion and Combustion Synthesis of Materials V.1 Detailed Surface Chemistry and CFD Simulation of CO Catalytic Combustion S. Segato*, M. Perini*, H. Kusar**, P. Canu* * Dipartimento di Principi e Impianti di Ingegneria Chimica, Università di Padova, Italy ** Royal Institute of Technology, Dept. of Chemical Engineering and Chemical Technology, Stockholm, Sweden V.2 Mechanisms and Kinetics of Catalytic Combustion of Diesel Soot D. Fino, P. Fino, G. Saracco, V. Specchia Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino, Italy V.3 Catalytic Combustion of Light Alkanes in a Fludized Bed Reactor under Fuel-Lean Conditions M. Iamarino*, R. Chirone**, R. Pirone**, P. Salatino***, G. Russo** * Dip. di Ingegneria e Fisica dell'ambiente, Università della Basilicata, Potenza, Italy * *** Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università "Federico II", Napoli, Italy V.4 Combustion Synthesis of Perovskite Catalysts S. Biamino, A. Civera, M. Pavese, P. Fino, G. Saracco, C. Badini Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino, Italy 16.00-16.15 Coffee Break 16.15-18.15 Session II/2: Combustion in Practical Systems II.9 II.10 II.11 II.12 II.13 II.14 A Swirl Natural Gas Flame as a Test-Case for Experimental Analysis and Numerical Simulation A. Frassoldati, G. Solero, A. Coghe, T. Faravelli, CIIRCO - Centro Interdipartimentale di Ricerche sulla Combustione, Politecnico di Milano, Italy Analysis and Prediction of Flash-Back in Premix Porous Burners for Domestic Appliances M. Bizzi, G. Saracco, V. Specchia Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino, Italy DME Combustion in Domestic Cooking Appliances: Comparison with LPG G. Migliavacca*, E. Parodi*, M. Marchionna**, L. Pellegrini*** * Stazione Sperimentale per i Combustibili, San Donato Milanese MI, Italy ** SNAM Progetti SpA, San Donato Milanese MI, Italy *** Agip Petroli SpA, San Donato Milanese MI, Italy Prediction of Flammabile Limits of Mixtures in Non Standard Conditions. M. Milli, M. De Lucca, R. Rota Dip. CMIC / CIIRCO, Politecnico di Milano, Italy Effects of Different Fuels in a Trapped Vortex Combustor M. Losurdo*, C. Bruno*, G. Calchetti**, E. Giacomazzi**, M. Rufoloni** * Department of Mechanics and Aeronautics - Università "La Sapienza", Roma, Italy ** ENEA - C. R. Casaccia, Sec. ING-TECO, Roma, Italy Turbulent Structures Characterization in a Bluff-Body Premixed Flame E. Giacomazzi*, V. Battaglia**, C. Bruno*** * ENEA - C. R. Casaccia, Sec. ING-TECO, Roma, Italy ** CRS4 - Cagliari, Italy *** Department of Mechanics and Aeronautics - University "La Sapienza", Roma, Italy 5

II.15 II.16 Interaction of Combustion and Atomization Processes in Electrosprays Burning R. Ragucci*, A. Cavaliere**, O. Campagna** Mathematical and Modelling of Flameless Combustion for Micro-CHP System Development M. Malfa*, M. Venturino*, V. Tota** * ABB Service Srl Research Division - Sesto San Giovanni, Milano, Italy ** Dipartimento di Energetica Politecnico di Milano, Milano, Italy 18.15 Meeting of the Members of the Italian Section of The Combustion Institute Wednesday, 5 9.00-9.45 Invited Lecture title to be defined A.G. Federico ENEA, Italy 9.45-10.45 Session VI/1: Combustion Diagnostics VI.1 VI.2 VI.3 VI.4 Absolute Concentrations of Radical C2 in Atmospheric Pressure Hydrocarbon Flames M. Marrocco*, M. D'Apice*, S. Giammartini*, M. Magaldi**, G. P. Romano** * ENEA - Engineering Division CR Casaccia, Roma, Italy ** Department of Mechanics and Aeronautics - Università "La Sapienza", Roma, Italy Optical Emission Spectroscopy On a Mild Combustor M. Marrocco, V. Visentin, M. D'Apice, S. Giammartini ENEA - Engineering Division CR Casaccia, Roma, Italy PIV Post Processing Methods Applied on High Turbulent GT Burners Flames D. Giordano*, C. Willert**, S. Giammartini*, R. Gallodoro*** * ENEA - Engineering Division CR Casaccia, Roma, Italy ** DLR, Köln, Germany *** Department of Mechanics and Aeronautics - Università "La Sapienza", Roma, Italy Multiangular Light Scattering Measurements from Soot Fractal Aggregates in Laminar Diffusion Flames S. De Iuliis, F. Cignoli, and G. Zizak Istituto per l'energetica e le Interfasi - CNR Sez. Milano, Italy 10.45-11.00 Coffee Break 11.00-12.30 Session VI/2: Combustion Diagnostics VI.5 VI.6 Extra Situ-DLS Measurements on Nanoparticles Produced in Laminar Premixed Flames D. Cecere*, P. Minutolo**, A. D'Alessio* * Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università "Federico II", Napoli, Italy * Characterization of Combustion Produced Nanoparticles by Atomic Force Microscopy C. Barone, A. D'Alessio, A. D'Anna Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Napoli "Federico II", Napoli, Italy 6

VI.7 VI.8 VI.9 Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry in the Analysis of Fuel-Rich Combustion Products: a Preliminary Study B. Apicella*, M. Millan**, A.A. Herod**, R. Kandiyoti** ** Department of Chemical Engineering, Imperial College, London, United Kingdom Diagnostics of Gas Mixing in Bubbling Fluidized Beds R. Solimene*, A. Telesca*, A. Marzocchella*, R. Ragucci**, P. Salatino* * Dipartimento di Ingegneria Chimica Università di Napoli Federico II, Napoli, Italy * Identification of Average "Hidden" Features of Multiphase Flows Through High Order Statistical Momenta of Quantitative Images R. Ragucci*, A. Cavaliere**, A. Sgambati** VI.10 Ultraviolet Light Absorption in Flame, Engine Exhausts and Urban Atmosphere A. Borghese*, G. Basile**, A. D Alessio** * Istituto Motori - CNR, Napoli, Italy 12.30-13.30 Session VII/1: Pollutant Formation and Control VII.1 VII.2 VII.3 VII.4 Dry Flue Gas Desulphurization: Adsorption Mechanism and Sorbent Reactivation M. Derudi*, M. Suardi*, D. Gelosa*, R. Rota*, S. Malloggi**, E. Sani** * Dip. CMIC / CIIRCO, Politecnico di Milano, Italy ** ENEL DP / Ricerca, Pisa, Italy Kinetic Scheme of Thermal Decomposition of Polyvinylchloride A. Marongiu, F. Robecchi, T. Faravelli, G. Bozzano, M. Dente, E. Ranzi Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Milano, Italy Wall-Flow Catalytic Traps for Diesel Particulate Abatement from Mobile Sources E. Cauda, D. Fino, N. Russo, G. Saracco, V. Specchia Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino, Italy Emissions from Light Oil Fluidized Combustion: Preliminary Application of an optical technique C. Allouis*, F. Beretta*, F. Miccio*, M. Miccio**, G. Olivieri** ** Dipartimento di Ingegneria Chimica ed Alimentare, Università di Salerno, Italy 13.30-14.30 Lunch Break 14.30-16.45 Session VII/2: Pollutant Formation and Control VII.5 VII.6 VII.7 Carbonisation Rates of Carbonaceous Particles in Premixed Laminar Flames of Ethylene- Air A. Rolando*, G. Basile*, P. Minutolo**, A. D'Anna*, A. D'Alessio * * Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università degli Studi di Napoli "Federico II", Napoli, Italy * Aspetti Ambientali della Combustione Stazionaria F. Beretta*, A. Borghese*, G. Cascio***, A. D'Alessio****, A. Pini*** ** Istituto Motori - CNR, Napoli, Italy *** Agenzia Nazionale per la Protezione dell'ambiente **** Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università degli Studi di Napoli "Federico II", Napoli, Italy Self-Propagating Reactions for Environmental Protection: State of the Art D. Carta, R. Orrù, G. Cao Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali, Università di Cagliari, Italy 7

VII.8 VII.9 Modelling In-Duct Mercury Removal by Activated Carbon Injection in Coal-Fired Power Plants Flue Gas F. Scala Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR, Napoli, Italy Pilot-Scale Tests of Mercury Removal in Coal Flue Gas through Sorbent Injection N. Pintus*, A. Bianchi*, V. Borghini** * ENEL Produzione S.p.A. - Ricerca, Pisa, Italy ** Università degli Studi di Pisa, Italy VII.10 Size-Dependent Coagulation of Small Carbonaceous Particles at High Temperature. M. Mancini Tortora, A. D'Anna, A. D'Alessio Dipartimento di Ingegneria Chimica, Università di Napoli "Federico II", Napoli, Italy VII.11 Optical and Spectroscopic Characterization of a Coflow Ethylene/Air Flame C. Allouis*, F. Beretta*, A. D'Alessio**, A. D'Anna**, P. Minutolo* VII.12 Molecular Weight Evaluation of Combustion Related Materials B. Apicella, R. Barbella, R. Ciajolo, A. Tregrossi Istituto di Ricerche sulla Combustione - CNR, Napoli, Italy VII.13 Co and Ag Exchanged Zeolites in NOx Lean CH4-SCR P. Ciambelli, D. Sannino, M.C. Gaudino, I. Buonomo Dipartimento di Ingegneria Chimica e Alimentare, Università di Salerno, Fisciano, Italy 16.45 Concluding Remarks 8