Materiale universitario di Sistemi energetici per il corso di Energy Engineering presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: EMISSIONI L’abbattimento degli ossidi di zolfo dai gas combusti con processo FGD wet scrubbing Può essere posto a monte di un SCR Utilizza una quantità stechiometrica di reagente Presenta problematiche di slip dei reagenti a camino Richiede catalizzatori metallici…
Materiale universitario di Sistemi energetici per il corso di Energy Engineering presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: EMISSIONI L’abbattimento degli ossidi di zolfo dai gas combusti con processo FGD wet scrubbing Può essere posto a monte di un SCR Utilizza una quantità stechiometrica di reagente Presenta problematiche di slip dei reagenti a camino Richiede catalizzatori metallici…
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EMISSIONI L’abbattimento degli ossidi di zolfo dai gas combusti con processo FGD wet scrubbing Può essere posto a monte di un SCR Utilizza una quantità stechiometrica di reagente Presenta problematiche di slip dei reagenti a camino Richiede catalizzatori metallici opportuni Produce gesso rivendibile Si colloca a temperatura di circa 350°C Produce fanghi ricchi di acidi dello zolfo Si colloca a temperature di circa 250°C Può essere posto a monte di un SCR. (Parzialmente vera/Vera in casi specifici: è corretto solo nella configurazione "Tail End", dove i gas vengono prima desolforati e poi riscaldati per l'SCR. È invece falso nella configurazione standard "High Dust"). L’abbattimento egli ossidi di zolfo dei gas combusti con processo wet-FGD Un eccesso di reagente provoca emissioni dannose al camino Richiede catalizzatori metallici opportuni I gas devono essere poi filtrati per evitare rilascio di polveri Si colloca a temperature di circa 350°C Nessuna affermazione è vera. (Le polveri vanno filtrate a monte, non richiede catalizzatori, l'eccesso di reagente finisce nei fanghi senza danni al camino e opera a basse temperature, circa 50-70°C). La riduzione della formazione degli Nox si può effettuare Aumentando i tempi di residenza nella zona ad alta temperatura Con sistemi di reburning a fiamme secondarie riducenti Riducendo la quantità di ossigeno presente nel comburente Innalzando le temperature di combustione Con premiscelazione con aria per combustibili gassosi Adottando tecniche di ricircolo dei gas di scarico Riducendo le quantità di azoto presenti nel comburente Aggiungendo una sostanza inerte al combustibile In un denitrificatore con processo SCR Si ottiene una diminuzione della formazione degli Nox È…
Il numero di stadi della turbina La quantità di liquido che si forma in turbina La necessità di impiego di acciai ad alta % di Nichel Nella turbina a vapore di una grande centrale Il rapporto tra portata volumetrica in ingresso/scarico è pari alla variazione di volume specifico Gli stadi di BP richiederebbero velocità di rotazione inferiore rispetto a quelli di AP ??? Le perdite di trafilamento negli stadi AP sono maggiori che negli stadi BP All’aumentare della pressione massima di un ciclo a vapore surriscaldato (fermi restando gli altri parametri del ciclo) Aumenta l’entalpia di ingresso in turbina Diminuisce il titolo allo scarico della turbina Diminuisce la perdita di secondo principio di cessione di calore in ambiente Aumenta la perdita di secondo principio per introduzione di calore nel ciclo In una turbina a vapore per centrale a carbone Al crescere della potenza migliorano le condizioni degli stadi AP Dimezzando la velocità di rotazione si riduce alla metà il numero dei flussi BP Gli stadi di AP potrebbero lavorare a velocità di rotazione più elevata Una bassa pressione di condensazione si gestisce più facilmente con velocità di rotazione più bassa Gli stadi di BP hanno rendimento migliore a maggiore velocità di rotazione Raddoppiando la velocità di rotazione migliorano le condizioni degli stadi AP La portata massica BP è pari o superiore a quella in AP Dimezzando la velocità di rotazione a pari diametro raddoppia il numero di stadi necessari Diminuendo la portata massima migliora il rendimento BP Una turbina a vapore di grande potenza Avrebbe meno flussi in parallelo a minor velocità di rotazione Gli stadi a media pressione hanno basso rendimento Una bassa pressione di condensazione richiede…
Il DELTA T medio di scambio termico D In una caldaia a recupero (HRSG) di un ciclo combinato a un livello di pressione di evaporazione (a parità di fumo scaricato dalla TG) Fa diminuire la portata massica di vapore Aumenta le irreversibilità di scambio termico fumi-acqua Aumenta le irreversibilità di cessione fumi in ambiente Migliora sempre il rendimento del ciclo combinato COGENERAZIONE Negli impianti cogenerativi a vapore a contropressione o a condensazione spillamento CP: all’aumentare della richiesta termica aumenta il rendimento elettrico CP: all’aumentare della pressione utenza, aumenta PES CD: all’aumentare della richiesta termica aumenta il rendimento elettrico CD: al diminuire della pressione utenza aumenta il rendimento elettrico In un impianto cogenerativo con motore alternativo a gas naturale Il recupero dai gas di scarico consente la produzione di vapore Il recupero dai flussi di raffreddamento consente la produzione di vapore Non è possibile operare una significativa post-combustione Il rendimento elettrico aumenta se si riduce la potenza termica utile Negli impianti cogenerativi a vapore a contropressione o a condensazione spillamento CP: all’aumentare della richiesta termica aumenta il rendimento elettrico CP: all’aumentare della pressione utenza, aumenta PES CD: all’aumentare della richiesta termica, aumenta il rendimento elettrico CD: al diminuire della pressione utenza, aumenta il rendimento elettrico RINNOVABILI In un impianto solare termodinamico a concentrazione La potenza elettrica è proporzionale all’area riflettente degli specchi Il rendimento elettrico peggiora con la Tmax del fluido termovettore Un sistema di accumulo termico migliora il fattore F Gli specchi possono avere…
parità di temperatura dell'acqua di raffreddamento, il $\Delta T$ logaritmico medio subisce un incremento, permettendo di smaltire il calore con una superficie di scambio termico inferiore, penalizzando però contestualmente rendimento e potenza utile del ciclo. 5. In una torre evaporativa, rispetto a uno scambiatore a secco: ● si ha minore portata d'aria ● si ha maggiore costo del materiale per lo scambio termico ● in entrambi c'è possibile formazione di pennacchio ● minori problemi igienici Risposta corretta: si ha minore portata d'aria Argomentazione: L'asportazione di calore sfruttando il calore latente di vaporizzazione (attraverso l'evaporazione di una piccola frazione dell'acqua di ricircolo) è energeticamente molto più efficace del puro scambio sensibile convettivo, abbattendo drasticamente la portata massica di aria richiesta. 6. Nel generatore a vapore di una grande centrale a vapore la disposizione dei banchi di scambio, seguendo il percorso dei fumi è: ● evap eco + SH ● evap + SH + eco ● SH + evap + eco ● SH + eco + evap Risposta corretta: SH + evap + eco Argomentazione: I gas di combustione ad alta temperatura incontrano sequenzialmente prima il surriscaldatore (SH), che necessita del profilo termico più elevato per massimizzare la differenza di temperatura utile; in seguito i banchi evaporatori (evap) e infine l'economizzatore (eco) delegato al preriscaldo dell'acqua in fase liquida. 7. In una turbina a gas, la diminuzione della pressione ambiente comporta (a parità del resto): ● Aumento del rendimento e della potenza ● Diminuzione del rendimento ma non della potenza ● Diminuzione della potenza e del rendimento ● Diminuzione della potenza ma non del rendimento Risposta corretta: Diminuzione della potenza ma non del rendimento Argomentazione:…
● Viene ceduto calore all'ambiente al condensatore e al generatore ● Viene assorbito calore all'evaporatore e al generatore Risposta corretta: Viene assorbito calore all'evaporatore e al generatore Argomentazione: Per l'equilibrio termico complessivo, il ciclo frigorifero ad assorbimento funge da pompa di calore attivata termicamente, assorbendo input termico in due punti della macchina: all'evaporatore, con scopo raffrescante a bassa temperatura, e al generatore, che eroga il calore "nobile" che funge da driver del desorbimento della miscela di lavoro. 17. Il biogas prodotto in impianti di digestione anaerobica tipicamente: ● viene direttamente inserito nei gasdotti insieme al gas naturale ● Contiene percentuali di ossigeno nell'ordine del 40% ● è composto al 40-60% da CH4 ● richiede tempi di residenza del substrato nel digestore di 3-4 gg Risposta corretta: è composto al 40-60% da CH4 Argomentazione: La composizione di un biogas agricolo/industriale non depurato vede comunemente come costituente dominante il metano con frazioni variabili dal 50% al 65%, bilanciato massivamente da anidride carbonica e minime concentrazioni di contaminanti ($H_2S$, silossani, vapore). 18. La potenza elettrica prodotta da una turbina eolica reale: ● Aumenta sempre proporzionalmente al quadrato della velocità del vento ● Aumenta con l'aumento della temperatura ambiente ● Non supera mai il 60% della potenza cinetica del vento ● Aumenta proporzionalmente alla velocità del vento elevata alla 0.67 Risposta corretta: Non supera mai il 60% della potenza cinetica del vento Argomentazione: Le leggi fluidodinamiche che governano il teorema del disco attuatore, espresse matematicamente tramite il Limite di Betz, definiscono al $16/27$ (approssimativamente 59.3%) il tetto limite…
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