Caratterizzazione di combustibili secondari ai fini dello sfruttamento energetico

SOMMARIO Il presente lavoro di tesi si inserisce in un contesto di ricerche nate dall’esigenza di trovare un’alternativa all’utilizzo di combustibili fossili dovuta alla necessità di ridurre l’impatto ambientale che essi producono. Il concetto di sviluppo sostenibile si basa sul miglioramento della qualità della vita in contemporaneo al maggior benessere economico, pensando che comunque anche la qualità della vita, dell’aria e dell’ambiente è una componente fondamentale del vivere bene. Nell’ambito energetico, l’uso sempre maggiore e massiccio di combustibili fossili, ha creato molti problemi sociali e ambientali, e quindi l’interesse per i combustibili secondari è cresciuto negli ultimi tempi, parallelamente all’esigenza di reperire fonti energetiche alternative ai combustibili fossili. Sviluppo energetico sostenibile a livello ambientale significa incrementare il risparmio energetico e promuovere lo sfruttamento delle energie rinnovabili di pari passo con lo sviluppo di tecnologie di conversione più efficienti. Per sfruttare al meglio questi composti è indispensabile conoscere alcune caratteristiche, quali ad esempio, il potere calorifico o i prodotti di reazione al variare delle condizioni operative di temperatura, pressione, velocità di riscaldamento, tempo di residenza, e dimensione delle particelle. I dati presenti, inseriti in un database, possono aiutarci nello studio delle caratteristiche delle biomasse, possono essere, infatti, analizzati sotto più aspetti ed essere di ottimo aiuto per progettisti che necessitano di valori affidabili per effettuare dei dimensionamenti. Inoltre, possono essere utilizzati per simulazioni di modelli di combustione e possono, infine, essere analizzati statisticamente per studiare e validare meccanismi cinetici. L’obiettivo di questa tesi specialistica è stato lo studio e la caratterizzazione dei combustibili solidi secondari, per poi arrivare all’elaborazione di un date base adatto alla nostre esigenze. In questo contesto il lavoro da svolgere essenzialmente si può dividere in due fasi sviluppate in collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria Chimica e la Fondazione Internazionale per la Ricerca sulla Combustione (I.F.R.F.) di Livorno. Nel primo caso sono stati raccolti i dati relativi alla strumentazione termogravimetrica, mentre nel secondo sono stati ottenuti i valori ricavati dai report dell’apparecchiatura I.P.F.R. In entrambi casi ovviamente, i valori ricavati sono stati elaborati, studiati ed adeguati alle esigenze pur nelle difficoltà che oggettivamente sono state incontrate. Il passo successivo è stato quello di riuscire a ricavare da questa marea di dati dei grafici, delle tabelle semplificative in modo da rendere il più semplice possibile il loro utilizzo futuro. La stesura di questa tesi è stata suddivisa in quattro capitoli: - Il primo capitolo è una trattazione generale dell’argomento in esame per far capire di cosa si parla ed eventualmente per riuscire ad introdurre un lettore non esperto nella materia. - Nel secondo capitolo, seguendo il filo conduttore indicato sopra, è fornita una trattazione più specifica delle biomasse, la loro classificazione, la descrizione dei principali componenti, e le considerazioni sullo stato attuale e sugli sviluppi futuri per questa risorsa rinnovabile. Oltre che, naturalmente ai metodi di analisi utilizzati per la caratterizzazione delle biomasse, viene illustrata la metodologia di analisi con descrizione del metodo sperimentale e delle apparecchiature usate. - Nel terzo sono riportati i principali processi di conversione delle biomasse in energia, con un quadro generale che illustra oltre che i processi generali, anche tutta la filiera energetica. - Nel quarto capitolo, infine, è stato presentato il lavoro svolto, con la descrizione di tutto ciò che è stato necessario fare per il raggiungimento degli obiettivi prefissati. E’ riportata, infine la descrizione degli strumenti e delle apparecchiature utilizzate per l’acquisizione dei dati, la previsione su sviluppi futuri e le conclusioni cui sono giunto