AREA TEMATICA: B.1 -Fonti di energia rinnovabili B.1.1 … · 2019. 7. 18. · AREA TEMATICA: B.1...
1
AREA TEMATICA: B.1 - Fonti di energia rinnovabili B.1.1 - Bioenergia Referente attività: dott. P. Massoli Progetto MI-BEST: MIcro co/tri generazione di Bioenergia Efficiente e STabile Linea «Bioenergia Efficiente e Stabile» Soluzioni innovative per l’utilizzo ottimale di biomasse e biocombustibili in impianti di conversione di energia di piccola taglia ■ Ottimizzazione di processi di pretrattamento della biomassa e gassificazione a letto fluido per la produzione di syngas con specifiche richieste. Istituto Motori IM - CNR Istituto Ricerche sulla Combustione IRC - CNR Sviluppo di sistemi per la conversione efficiente e a basso impatto ambientale del contenuto energetico delle biomasse BACKGROUND - Biomassa: energia rinnovabile. Nella fotosintesi, le piante trasformano l’energia radiante del sole in energia chimica: La biomassa rappresenta un esempio di stoccaggio naturale di energia solare GASSIFICAZIONE BIO-SLURRY APPROCCIO ■ Ottimizzazione del pretrattamento termico e chimico di biomasse ■ Ottimizzazione del processo di gassificazione in letto fluido ■ Sviluppo di un sistema innovativo di pirogassificazione assistita da energia solare ■ Sintesi di bioslurry per la fluidificazione di biomasse ad impiego diretto in impianti di produzione di energia elettrica R I S U L T A T I . . . R I S U L T A T I . . . R I S U L T A T I CaO load, wt % 5 10 15 20 25 30 35 40 45 CO 2 desorbed, mmol/g CaO 0 2 4 6 8 10 CO 2 desorbed, g CO2 /g CaO 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 CO 2 adsorbita su sorbente in CaO Sviluppo di sorbenti sintetici a base di calcio CO2 CO H2 CH4 0 5 10 15 20 25 30 CO2 CO H2 CH4 H 2 , CO, CO 2 and CH 4 dry concentration, %vol. 0 5 10 15 20 25 30 35 H=0.18m H=0.26m U=0.3 m/s U=0.17 m/s Composizione syngas prodotto Ottimizzazione del processo di gassificazione a letto fluido Rese in solido, liquidi e gas ottenute con e senza allumina e ossido di calcio Ottimizzazione pretrattamenti biomasse: torrefazione a letto fluido FOCUS OBIETTIVO Potere calorifico di pioppo e canna comune e dei char e gas ottenuti dal trattamento termico delle due biomasse Ottimizzazione pretrattamenti biomasse: trattamento termico Ottimizzazione composizione syngas in processi di gassificazione a letto fluido Impianto DIFB (dual interconnected fluidised beds) sviluppato per prove di Calcium Looping Segregazione e slugging a differenti percentuali di inerte/biomassa Ottimizzazione del processo di gassificazione a letto fluido: fluidizzazione e segregazione di miscele polidisperse PIROGASSIFICAZIONE Solar Assisted Pirogassificatore a luce solare concentrata ■ Sviluppo di un pirogassificazione di biomasse innovativo dove l’energia solare concentrata integra la richiesta energetica endotermica del processo di pirogassificazione. L’energia solare concentrata è funzionale all’ottenimento di velocità di riscaldamento estremamente elevate tali da determinare fenomeni chimici peculiari nella pirolisi e gassificazione della biomassa. ■ Formulazioni di BIO-SLURRY idonee per l’utilizzo in spray in sistemi per la produzione di energia elettrica su scala reale. e a b c d tar biomassa biochar syngas • Analisi elementare • GC-MS lana di quarzo pirolisi termica pirolisi solare reattore (20 cm x ø 0.80 cm) BIO-SLURRY: miscela fluida concentrata di biochar o alghe in sospensione in biodiesel. E’ una soluzione efficace per “fluidificare” la biomassa così da renderla utilizzabile in impianti di termoconversione basati su combustibili liquidi. ATTIVITA’: Comportamento in combustione di bioslurry formati da differenti campioni di biochar e di alga disidratata Botryococcus Braunii in biodiesel Bioslurry = Bio (char/alghe + biodiesel) Cella di combustione Goccia di BIO-SLURRY in combustione Combustione di BIO-SLURRY Bio-Slurry 12.5% Bio-Slurry 25% Accentuato sputtering e puffing Ottima ignibilità dei Bio-Slurry Bioslurry solido/biodiesel 20/80 w/w Bioslurry con biochar con D < 50 µm Bioslurry con biochar con 50 µm < D < 125 µm Bioslurry con alga Biodiesel
Transcript of AREA TEMATICA: B.1 -Fonti di energia rinnovabili B.1.1 … · 2019. 7. 18. · AREA TEMATICA: B.1...
AREA TEMATICA:
B.1 - Fonti di energia rinnovabili
B.1.1 - Bioenergia Referente attività: dott. P. Massoli
Progetto MI-BEST: MIcro co/tri generazione di Bioenergia Efficiente e STabile
Linea «Bioenergia Efficiente e Stabile»
Soluzioni innovative per l’utilizzo ottimale di biomasse e
biocombustibili in impianti di conversione di energia di piccola
taglia
■ Ottimizzazione di processi di pretrattamento della biomassa e
gassificazione a letto fluido per la produzione di syngas con
specifiche richieste.
Istituto Motori
IM - CNR
Istituto Ricerche sulla
Combustione
IRC - CNR
Sviluppo di sistemi per la conversione efficiente e a basso
impatto ambientale del contenuto energetico delle biomasse
BACKGROUND - Biomassa: energia rinnovabile. Nella fotosintesi, le piante trasformano l’energia radiante del sole in
energia chimica: La biomassa rappresenta un esempio di stoccaggio naturale di energia solare
GASSIFICAZIONE
BIO-SLURRY
AP
PR
OC
CIO
■ Ottimizzazione del pretrattamento termico e chimico di biomasse
■ Ottimizzazione del processo di gassificazione in letto fluido
■ Sviluppo di un sistema innovativo di pirogassificazione assistita da energia solare
■ Sintesi di bioslurry per la fluidificazione di biomasse ad impiego diretto in impianti di produzione di energia elettrica
R I
S U
L T
A T
I
. .
.
R I
S U
L T
A T
I
. .
. R
I S
U L
T A
T I
CaO load, wt %
5 10 15 20 25 30 35 40 45
CO
2 d
es
orb
ed
, m
mo
l/g
Ca
O
0
2
4
6
8
10
CO
2 d
es
orb
ed
, g
CO
2/g
Ca
O
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
CO2 adsorbita su sorbente in CaO
Svil
up
po
di
so
rbe
nti
sin
teti
ci
a b
ase
di
ca
lcio
CO2 CO H2 CH4
0
5
10
15
20
25
30
CO2 CO H2 CH4
H2, C
O, C
O2 a
nd C
H4 d
ry c
oncentr
ation, %
vol.
0
5
10
15
20
25
30
35
H=0.18m
H=0.26m
U=0.3 m/s
U=0.17 m/s
Composizione syngas prodotto
Ott
imiz
za
zio
ne
de
l p
roce
sso
di
ga
ssif
ica
zio
ne
a l
ett
o f
luid
o
Rese in solido, liquidi e gas ottenute con e senza allumina e ossido di calcio
Ott
imiz
za
zio
ne
pre
tra
tta
me
nti
bio
ma
sse
: to
rre
fazio
ne
a l
ett
o f
luid
o
FO
CU
S
OB
IET
TIV
O
Potere calorifico di pioppo e canna comune e dei char e gas ottenuti dal trattamento termico delle due biomasse O
ttim
izza
zio
ne
pre
tra
tta
me
nti
b
iom
asse
: tr
att
am
en
to t
erm
ico
Ott
imiz
za
zio
ne
co
mp
osiz
ion
e s
yn
ga
sin
p
roce
ssi
di
ga
ssif
ica
zio
ne
a l
ett
o f
luid
o
Impianto DIFB (dual interconnected fluidisedbeds) sviluppato per prove di CalciumLooping
Segregazione e slugging a differenti percentuali di inerte/biomassa
Ott
imiz
za
zio
ne
de
l p
roce
sso
di
ga
ssif
ica
zio
ne
a
le
tto
flu
ido
: fl
uid
izza
zio
ne
e s
eg
reg
azio
ne
d
i m
isce
le p
oli
dis
pe
rse
PIROGASSIFICAZIONE Solar Assisted
Pir
og
assif
ica
tore
a l
uce
so
lare
co
nce
ntr
ata
■ Sviluppo di un pirogassificazione di biomasse innovativo dove l’energia
solare concentrata integra la richiesta energetica endotermica del
processo di pirogassificazione.
L’energia solare concentrata è funzionale all’ottenimento di velocità di riscaldamento estremamente elevate tali da determinare fenomeni chimici peculiari nella pirolisi e gassificazione della biomassa.
■ Formulazioni di BIO-SLURRY idonee per l’utilizzo in spray in sistemi per
la produzione di energia elettrica su scala reale.
e
a
b
c
d
tarbiomassa
biochar
syngas• Analisi elementare• GC-MS
lana di quarzo
pirolisi termica pirolisi solare
reattore (20 cm x ø 0.80 cm)
BIO-SLURRY: miscela fluida concentrata di biochar o alghe in sospensione in biodiesel. E’ una soluzione efficace per “fluidificare” la biomassa così da renderla utilizzabile in impianti di termoconversione basati su combustibili liquidi.
ATTIVITA’: Comportamento in combustione di bioslurry formati da differenti campioni di biochar e di alga disidratata BotryococcusBraunii in biodiesel
Bioslurry = Bio (char/alghe + biodiesel)
Ce
lla
di
co
mb
usti
on
e
Goccia di BIO-SLURRY in combustione
Co
mb
usti
on
e d
i B
IO-S
LU
RR
Y
Bio-Slurry 12.5%
Bio-Slurry 25%
Acce
ntu
ato
sp
utt
eri
ng
e p
uff
ing
Ott
ima
ig
nib
ilit
àd
ei
Bio
-Slu
rry Bioslurry solido/biodiesel 20/80 w/w
Bioslurry con biochar con D < 50 µm
Bioslurry con biochar con 50 µm < D < 125 µmBioslurry con alga
Biodiesel
