Rapporto TEPSI I anno

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Il flowsheet del processo CRISTINA Il processo CRISTINA è stato originariamente concepito e sviluppato al Joint Research Center of the European Communities ad Ispra agli inizi degli anni ’80 per la decomposizione dell’acido solforico con produzione di biossido di zolfo necessario per il processo di produzione di idrogeno. In Figura è riportato lo schema proposto da Bilgen et al. [Bilgen, 1986] per la decomposizione di H2SO4 avendo considerato la possibilità di accoppiamento con sorgente termica solare. Durante le ore diurne con presenza di radiazione solare si produce l’SO2, mentre l’impianto funziona in maniera inversa durante il periodo notturno operando il processo di sintesi dell’acido solforico, utilizzando una piccola parte dell’SO2 precedentemente accumulato. Facendo riferimento alla Section I di tale schema, in essa è anzitutto previsto un serbatoio (S1) per l’immagazzinamento (a pressione atmosferica) dell’acido solforico prodotto. L’H2SO4 viene poi pompato e introdotto nella torre (T1) di separazione dove è concentrato e riscaldato fino a 623K, alla pressione di 25 bar (sezione 2). In sezione 28 i prodotti della sottosezione di decomposizione dell’acido solforico vengono miscelati con acqua e, in particolare, l’SO3 non-decomposto si riassocia con H2O per riformare H2SO4 (sezione 8). Tale flusso in ingresso alla torre T1 si raffredda fino a temperature dell’ordine di 600K in contatto diretto con il flusso “freddo” di acido solforico (flusso 1) durante il quale l’acido solforico (vapore) del flusso 8 condensa. In uscita dalla torre si ottiene (flusso 2) Pagina - 38 - di 305
una miscela acqua-acido solforico concentrata al 98wt% a temperatura di 623K. Una miscela (flusso 3) della stessa concentrazione e alla stessa temperatura viene inviata al reattore solare (HX1/2). A tale miscela viene aggiunta aria. L’acido solforico vaporizza e il flusso 4 lascia il reattore in stato gassoso a una temperatura di 632K. Tale miscela viene poi inviata al recuperatore HX2 dove si ha la reazione di deidratazione fino a temperature di 1029K con recupero di calore grazie ai gas in controcorrente provenienti dal reattore solare HX1/1. Il flusso (5A) entra nel reattore solare a 1029K ed esce a circa 1100K operando la reazione di decomposizione catalizzata dell’SO3 in SO2 e O2. I gas uscenti dal reattore solare HX1/1 entrano nello scambiatore HX2 dove vengono raffreddati fino a 649K in controcorrente rispetto al flusso (4); oltre il 70% del triossido di zolfo che non è stato decomposto reagisce con acqua per riassociarsi in H2SO4. Il flusso gassoso (7) è poi raffreddato fino a 623K per poi essere introdotto nella torre di separazione T1. Pagina - 39 - di 305
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Con il presente lavoro si è cercat
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forze centrifughe generate dalla ro
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l’utilizzo di un gas ausiliario c
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5) “Volumetric reactor”: Figura
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Treactor, Qsolar è il valore della
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Dagli esperimenti non emergono segn
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l’accumulo termico. Ciascuna fasc
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Figura 3.8. Rappresentazione 3D del
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igenerazione. Con tali metodi è st
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termici sulle pareti dei tubi di ol
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dei tubi rivolti verso l’asse del
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• Buona resistenza meccanica in m
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Ries H., Kribus A., Karni J., Non-i
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C. A. LaJeunesse et al., “Thermal
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Dall’analisi si evince che sia la
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Nel grafico 3.23 si nota come l’
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UNLV Research Foundation, High temp
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3.3 Considerazioni sullo stato dell
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l’assenza della finestra traspare
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una superficie ideale nera posta su
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mantenere pulita la finestra a caus
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solare concentrata impingente sulla
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Sarà, quindi, necessario esplorare
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3.1 Bibliografia PSI (Paul Scherrer
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MIR Space Station, 30 th Intersocie
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[80] Miron G., Assis E., Erez A., T
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destination of thermophysical and h
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[124] Roeb M., Sattler C., Klüser
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membranes for a solar thermal water
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[153] Kribus A., Timinger A., Optic
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[167] Kodama T., Kondoh Y., Tamagaw
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condizioni di esercizio come, ad es
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4.2 Modellizzazione di reattori a c
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Posizione della componente u della
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dove φ rappresenta la grandezza sc
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Per calcolare i termini convettivi
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semplificato nel quale le gocce di
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Entrambi gli aspetti sono piuttosto
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Figura 4.10: Distribuzione della fr
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iesce a vaporizzare completamente p
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4.2.3 Modellizzazione e simulazioni
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foam honeycomb structure Figura 4.1
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• Radiazione concentrata a raggi
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Vapour sources Vaporizer Figura 4.2
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considerazioni in seguito sono stat
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Anche le ipotesi assunte sugli scam
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Fig. 4.29: Distribuzione della fraz
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4.3 Reattore solare scala laborator
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isolante; (3) Finestra ottica; (4)
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Il reattore è costituito da un cil
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temperature misurate da una termoco
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Con questo montaggio sperimentale
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Figura 4.38: Profilo termico della
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processo può essere scisso in 3 re
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5.1 Introduzione CAPITOLO 5 Ricevit
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stato individuato quale mezzo poten
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In tali condizioni l’energia sola
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L’efficienza di captazione misura
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Con δkj è delta di Kronecker. N 4
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5.3.1 Primo prototipo Per poter ver
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Figura 5.18: Disegno esecutivo dell
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Si prevede di alloggiare tale strut
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Figura 5.21: Sezione del captatore
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• Qirr,m,p = θm σ0 Tm 4 Fm-f (
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ANALISI DEI DATI PER L’AZOTO (N2)
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Come ci si poteva attendere tempera
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Andamento dell'efficienza del siste
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Per ovviare a tale problema si è p
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inclinazione α variabile tra 0 e 9
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Tramite un programma di ottimizzazi
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Conclusioni Nel presente lavoro è
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Non potendo essere effettuata una s
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A seguito di tali risultati prelimi
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Sakurai M., Nakajiama H., Amir R.,
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