ECTS - University of Pisa
Il corso fornisce le conoscenze e gli strumenti per prevenire e trattare gli effluenti gassosi di processi industriali, con particolare attenzione alla generazione di energia da combustibili fossili, biomasse e rifiuti. Lo studente acquisirà conoscenza delle tecnologie di combustione pulite e sarà a conoscenza delle tendenze della legislazione europea e delle iniziative internazionali per lo sviluppo sostenibile.
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge of the main issues related to the environmental problems related to energy generation by fossil and non-fossil fuels, with particular attention to the chemical and physical phenomena involved in the formation of pollutants from combustion and gasification process. The student will acquire knowledge of of clean combustion technologies and carbon capture options and will be aware of the trends in European Legislation and International initiatives for a sustainable development.
Con la presentazione orale, da fare all'insegnante e agli altri studenti, lo studente deve dimostrare la capacità di affrontare un problema di ricerca circoscritto e organizzare un'esposizione efficace dei risultati. Durante la prova orale lo studente deve essere in grado di dimostrare la propria conoscenza del materiale del corso ed essere in grado di discutere la materia con attenzione e con correttezza di espressione.
metodi:
• Prova orale finale
• Rapporto scritto
With the oral presentation, to be made to the teacher and the other students, the student must demonstrate the ability to approach a circumscribed research problem, and organise an effective exposition of the results. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
Capacità di effettuare valutazioni tecniche e di elaborare un progetto finale su una unità produttiva di energia assegnata dal docente ad un gruppo di lavoro
Ability to carry out technical assessments and to develop a final project on an energy production unit assigned by the teacher to a work group
Sviluppo di un progetto con discussione dell'elaborato progettuale nell’esame orale
Development of a project work with discussion of the outcomes in the oral exam
Durante il lavoro di gruppo gli studenti potranno maturare la sensibilità all'integrazione delle competenza caratterizzanti la tematica dell'impatto ambientale da impianti di generazione di energia
During group work, students will be able to develop sensitivity to the integration of skills characterizing the issue of environmental impact from energy generation systems
Durante il lavoro di gruppo saranno verificate le modalità di analisi ed integrazione dei dati e delle nozioni
During the group work, the methods of analysis and integration of data and concepts will be verified
Termodinamica, Energetica, Impianti e processi chimici
Thermodynamics, Energetics, Plants and chemical processes
Il corso si svolge in modo frontale tradizionale, talvolta con l'ausilio di slide/filmati/connessioni web. Possono essere inseriti seminari tenuti da esperti. Il materiale didattico a supporto del corso è postato sul portale e-learnng. L'interazione con lo studente avviene anche al di fuori della lezione mediante ricevimenti settimanali e posta elettronica. Il ricevimento settimanale del docente è concordato all'inizio del corso in base all'orario delle lezioni.
Sviluppo di un progetto con discussione dell'elaborato progettuale all'esame orale
Frequenza: consigliata
Attività didattiche:
• frequentando le lezioni
• preparazione della relazione orale / scritta
• lavoro di gruppo
• Ricerca bibliografica
• Utilizzo di applicativi/ fogli di calcolo
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
Fondamenti di combustione: La combustione di gas: aspetti termodinamici. Aspetti cinetici e meccanismi delle reazioni di combustione: H e CO, metano ed idrocarburi. Fiamme premiscelate e fiamme a diffusione. Propagazione della fiamma in sistemi premiscelati: fiamme laminari , fiamme turbolente. Ignizione e stabilizzazione di fiamma. Limiti di infiammabilita’. Cenni sulle principali teorie sulle fiamme a diffusione.
Normativa sulle emissioni: approccio comunitario, direttive sui grandi impianti di combustione, sull'incenerimento dei rifiuti e sui gas serra. L'IPPC e le autorizzazioni integrate ambientali. Le BAT e le linee guida comunitarie sui settori industriali. Cenni sulla normativa nazionale
I combustibili gassosi: gas naturale, syngas etc.. Utilizzi industriali. Bilanci in un sistema a gas. Combustione in turbogas ed altri sistemi di utilizzo.
Sistemi di combustione stazionaria : Caldaie e fornaci industriali: il bruciatore, la camera di combustione: tipologie e caratteristiche. Modelli per lo studio della camera di combustione. Tipologie di bruciatori ed aerodinamica di fiamma.
La formazione e controllo degli inquinanti in processi di combustione: Formazione di ossidi di azoto, ossidi di zolfo, particolato, idrocarburi incombusti e organoclorurati. Controllo della formazione di inquinanti in camera di combustione: OFA, reburning, bruciatori a bassa produzione di NOx, sistemi Dry-Low NOx, iniezione di sorbenti. Desolforazione dei combustibili .Impianti di abbattimento di NOx e SOx: DeNOx termica e catalitica. Aspetti legati alla componente minerale: slagging, fouling, corrosione, emissioni di metalli pesanti. La gassificazione di combustibili fossili e biomasse: reazioni, cinetiche e configurazioni reattoristiche. Applicazioni.
Gestione e controllo dei gas serra nell'industria: emission trading. Cattura e sequestro della CO2: ossicombustione, trattamento post-combustione, cenni sul sequestro
Utilizzo energetico di sottoprodotti, residui e rifiuti. Ossidazione termica e catalitica di sostanze organiche. Generalità e campi di applicazione; Ossidazione rigenerativa.Termovalorizzazione dei rifiuti. Normativa. Inceneritori: tipologie e dimensionamento: griglie, rotativi e letti fluidi. Pirolisi, gasificazione e processi innovativi.Trattamento delle emissioni di inceneritori: diossine, metalli pesanti, particolato.
Combustion fundamentals: premixed and diffusion flames Chemical Kinetics of combustion reactions. Pollutant formation from precursors. Gas, liquid and solid fuels: properties and characterisation Burners, boilers, furnaces: design and scale-up criteria Low NOx techniques and flue gas desuphurisation Biofuels: the concept of biorefinery, biomass gasification. Waste to energy: waste incineration. Diffusion modelling of pollutants in atmosphere EU and national Legislation on emission from energy and industrial plants
Materiale didattico (Schemi, slides, Norme, etc.) su piattaforma e-learning moodle
Didactic material (Diagrams, slides, Rules, etc.) on the moodle e-learning platform
Non sussistono variazioni per i non frequentanti
No specific indications
L'esame consiste in una prova orale tra il candidato e il docente della durata media di 45 minuti.
La prova orale non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di descrivere e giusticficare le scelte progettuali e le metodologie utilizzate per la redazione del progetto finale, esprimendosi in modo chiaro e di usando la terminologia corretta
The exam consists of an oral test between the candidate and the teacher lasting an average of 45 minutes. The oral test is not passed if the candidate proves unable to describe and justify the design choices and the methodologies used for the drafting of the final project, expressing himself clearly and using the correct terminology
