I COMBUSTIBILI

Tecnologie Chimiche Piero Crescini

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I COMBUSTIBILI

I combustibili possono essere classificati in base al loro stato fisico, oppure in base all’origine:

Classificazione in base all’origine

Naturali Artificiali

Classificazione fisica

Combustibili solidi Combustibili liquidi Combustibili gassosi


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I COMBUSTIBILI

Combustibili Solidi

ArtificialiNaturali

COKE, carbone di legna

Carboni fossili: torba, lignite, litantrace , antracite.


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I COMBUSTIBILI

Combustibili Liquidi

ArtificialiNaturali

Derivati da processi di cracking o di sintesi di combustibili solidi

Petrolio - Greggio


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I COMBUSTIBILI

Combustibili Gassosi

ArtificialiNaturali

Gas di gasogeno, gas di cokeria , di raffineria ecc.

Metano ed altri idrocarburi a basso peso molecolare


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I COMBUSTIBILI SOLIDI

I carboni fossili:I carboni fossili: Sono i combustibili solidi di maggiore interesse e per essere

più precisi sono il litantrace ed in misura minore l’antracite ad avere importanza di carattere industriale.

Si sono formati per trasformazione di materiali vegetali , legno, muschi, felci ,ecc.

La cellulosa e la lignina costituenti principali dei materiali vegetali hanno subito una progressiva trasformazione con perdita di ossigeno , azoto ed idrogeno in un processo chiamato carbogenasicarbogenasi o carbonizzazione.carbonizzazione.

Contemporaneamente si è avuta perdita di umidità ed altre sostanze volatili.


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I COMBUSTIBILI SOLIDI

Le tappe di questa trasformazione sono visibili analizzando le caratteristiche dei quattro carboni fossili:

Fig. 1 - Periodi geologici di formazione dei carboni


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I COMBUSTIBILI SOLIDI Torbe

Le torbe sono i più recenti ammassi di trasformazione in ambiente anaerobico del legno o di piante erbacee o di muschi o di alghe. Gli insiemi di strati sovrapposti sono

detti torbiere.

Le torbe sono combustibili di scarso valore : per basso potere calorifico, per i fumi

densi e maleodoranti e per la grandissima quantità di ceneri che producono.


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I COMBUSTIBILI SOLIDI Ligniti

Le Ligniti presentano caratteristiche molto variabili in dipendenza del luogo di estrazione e del periodo di formazione.

Ligniti Cont. acqua Cont. ceneri P.C. (Kcal/Kg)

Torbose 50% 25-40% 3800-5000

Xiloidi 45% < 30% 5500

Picee 5-20% 10-20% 5500-7300


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I COMBUSTIBILI SOLIDI Litantraci e Antraciti

Sono i carboni di costituzione più antica , hanno elevato potere calorifico ( 7700-8900 kcal/Kg ).

Vengono quindi utilizzati sia direttamente come combustibili sia come materia prima per la produzione di coke.

Sono in particolare i litantraci che vengono sottoposti a distillazione per la produzione del coke metallurgico.


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I COMBUSTIBILI SOLIDI ARTIFICIALI

La distillazione dei Litantraci avviene mediante riscaldamento dei carboni in assenza di aria, ottenendo:

1) Gas che viene a sua volta utilizzato come combustibile

2) Il coke rappresenta invece la materia prima per l’industria siderurgica, l’industria che porta alla ghisa ed agli acciai.


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I COMBUSTIBILI LIQUIDI

Sono prodotti ottenuti essenzialmente dal petrolio mediante operazioni di distillazione a pressione atmosferica ( topping ) , distillazione a pressione ridotta ( vacuum ) ed altri trattamenti di conversione:

Le frazioni ottenute dal petrolio e destinate ad essere utilizzate come combustibili per la produzione di calore sono principalmente :

KEROSENE GASOLI E OLI COMBUSTIBILI


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I COMBUSTIBILI LIQUIDIKEROSENE

Presenta un intervallo di distillazione compreso tra 150°C e 300°C.

Viene utilizzato principalmente come combustibile per riscaldamento , ma anche per illuminazione o nella formulazione di antiparassitari sgrassanti ecc.

Un particolare taglio di Kerosene viene utilizzato come combustibile negli aviogetti e viene chiamato Jet-Fuel.


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I COMBUSTIBILI LIQUIDIGASOLI – OLI COMBUSTIBILI

I gasoli presentano un intervallo di distillazione compreso tra 190°C e 360°C e sono utilizzati sia come combustibili negli impianti di riscaldamento sia come carburanti nei motori diesel.

Gli oli combustibili sono le frazioni più pesanti, ottenute come residui da varie lavorazioni, con punto di ebollizione < 350°C per non più dell’85% del prodotto.

Data l’elevata viscosità devono essere preriscaldati prima di essere utilizzati.


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I COMBUSTIBILI GASSOSI

I combustibili gassosi hanno loro specifici campi di impiego perché presentano una serie di vantaggi rispetto ai combustibili solidi e liquidi tra cui:

Agevolata combustione per la perfetta miscibilità Agevolata combustione per la perfetta miscibilità comburente-combustibile.comburente-combustibile.

Alti rendimenti energetici per il minimo eccesso di aria Alti rendimenti energetici per il minimo eccesso di aria che richiedonoche richiedono

Facilitato dosaggioFacilitato dosaggio Assenza di residui ( fuliggini ) e di scorie ( ceneri )Assenza di residui ( fuliggini ) e di scorie ( ceneri ) Immediato rifornimento e quindi assenza di depositi, Immediato rifornimento e quindi assenza di depositi,

scorte e imobilizziscorte e imobilizzi Lo svantaggio è che sono facilmente infiammabii e Lo svantaggio è che sono facilmente infiammabii e

possono dare con una certa facilità miscele esplosivepossono dare con una certa facilità miscele esplosive


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I COMBUSTIBILI GASSOSI

I combustibili gassosi si distinguono in basse alla provenienza in:

Ed in base alla destinazione in:

Combustibili Combustibili gassosi naturaligassosi naturali

Combustibili Combustibili gassosi artificialigassosi artificiali

Gas da bruciatore Gas da bruciatore Gas TecniciGas Tecnici


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I COMBUSTIBILI GASSOSIGas naturale

E’ il combustibile gassoso più utilizzato.

Si trova sia in giacimenti propri, sia insieme al petrolio grezzo.

Il componente principale è il metano ma si possono trovare anche rilevanti quantità di etano e di anidride carbonica.


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Composizione di alcuni giacimenti europei.


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I gas naturali prima di essere distribuiti subiscono trattamenti di depurazione:

Disidratazione.


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Essiccamento del gas naturale con glicole trietilenico


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Eliminazione dei gas acidi dal gas naturale tramite monoetanolammina


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I COMBUSTIBILI GASSOSIGas Artificiale

Oltre al gas ottenuto per distillazione del carbone , e che rappresenta un sottoprodotto dell’industria del coke , si ottiene gas facendo reagire il carbone o lo stesso coke con aria e con acqua.

Tale operazione è chiamata GASIFICAZIONE Si possono ottenere in questo modo il gas

d’acqua ed il gas d’aria. Queste tecniche attualmente risultano abbastanza

obsolete a vantaggio del gas naturale.


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Facendo reagire i carboni con miscele di aria e vapore a temperature oscillanti tra 1000 e 1500°C avvengono le seguenti reazioni:

1) C + O2 + N2 CO2 + N2 + Q

2) CO2 + C 2 CO - Q

3) C + H2O CO + H2 - Q

4) CO + H2O CO2 + H2 + Q


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Il risultato del trattamento precedente è l’ottenimento di una miscela gassosa contenente grandi quantità di azoto, ma anche una certa quantità di gas combustibili, come CO e H2

Il potere calorifico a causa della elevata presenza di azoto è molto basso ( circa il 15% rispetto al gas naturale ).

Gassificando solo con aria si ottiene il “GAS D’ARIA”“GAS D’ARIA”

Gasificando solo con vapor d’acqua si ottiene il “GAS “GAS D’ACQUA”D’ACQUA”


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I Combustibili Nucleari

Le reazioni nucleari già si sono imposte e stanno sempre più emergendo come fonti di energia

Il ritmo di interesse per i combustibili nucleari è in relazione alle vicende legate al petrolio e visto che ad oggi il costo del petrolio ha sfondato i 100 dollari al barile stanno assumendo un ruolo sempre più importante.

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