Il Deliverable presenta i principali risultati del Task 8.3: Analisi di fattibilità relativa all'adozione di oli vegetali esausti come combustibile in configurazioni dual-fuel che analizza sistemi di conversione energetica con doppia alimentazione di combustibile, liquido e gassoso. L'applicazione degli strumenti sviluppati in questo task per la definizione delle soluzioni impiantistiche finalizzate al recupero energetico dei materiali di bordo nave è oggetto di altra attività, ovvero la 3.3 che risulta ancora in corso e che integra i modelli relativi ai vari componenti di processo e conversione energetica. Chiaramente ci si riferisce qui a configurazioni di motori alternativi ad accensione per compressione in sistemi di cogenerazione con doppia alimentazione di combustibile, ovvero oli vegetali esausti (OVE), residuali delle operazioni di preparazione di cibi a bordo nave (caratterizzati nell'ambito del WP03), e combustibile gassoso (syngas) derivante dalla gassificazione di altri residui di bordo, come la frazione umida di residui alimentari (FORS) e i fanghi di depurazione delle acque reflue. Lo studio sull'utilizzo diretto di oli vegetali in sistemi cogenerativi è uno degli obiettivi del presente progetto, mirato a ridurre l'utilizzo di combustibili fossili, e dunque ad aumentare la sostenibilità ambientale e ridurre gli effetti dannosi derivanti da un incorretto smaltimento di questi rifiuti. L'impiego di OVE per la produzione di biodiesel, oltre ad essere una soluzione economicamente svantaggiosa, richiede processi fisico-chimici complessi e difficilmente attuabili a bordo nave, mentre l'uso diretto di oli vegetali necessita unicamente di trattamenti meccanici. Nello specifico, è stato effettuato uno studio numerico volto alla previsione delle prestazioni di un sistema cogenerativo suscettibile di alimentazione con combustibili non tradizionali. Si è sviluppato un modello di simulazione numerica tridimensionale di un motore a combustione interna alternativo alimentato inizialmente a gasolio, e per il quale si è poi considerata la variazione di combustibile o la doppia alimentazione con combustibili derivati da materiali residuali di bordo, ovvero oli e syngas. Il modello è stato validato rispetto a dati derivanti da una caratterizzazione sperimentale: la scelta e la modifica dei parametri di taratura dei diversi sotto-modelli numerici che caratterizzano le fasi del ciclo operativo del sistema in alimentazione ad OVE, rispetto alle condizioni in alimentazione a gasolio, sono state possibili grazie alla caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche dei combustibili non tradizionali effettuata in altre attività del progetto. Lo studio ha permesso di valutare il cosiddetto derating prestazionale conseguente l'impoverimento della qualità dei combustibili, ovvero la riduzione di potenza del motore rispetto al valore nominale che si registra in seguito all'impiego di OVE o di OVE in combinazione a syngas da gassificazione di residui. Il calcolo del derating di potenza è utile per il dimensionamento di massima di un impianto che recupera i materiali di bordo e sarà in effetti, come già accennato, utilizzato nell'ambito dell'attività 3.3 per valutare l'effettiva fattibilità delle soluzioni impiantistiche integrate considerate nel presente progetto.
Fattibilità delle soluzioni tecnico-impiantistiche relative all'adozione di oli vegetali esausti come combustibile in configurazioni dual-fuel
Michela costa;Daniele Piazzullo;Valentina Fraioli
2018
Abstract
Il Deliverable presenta i principali risultati del Task 8.3: Analisi di fattibilità relativa all'adozione di oli vegetali esausti come combustibile in configurazioni dual-fuel che analizza sistemi di conversione energetica con doppia alimentazione di combustibile, liquido e gassoso. L'applicazione degli strumenti sviluppati in questo task per la definizione delle soluzioni impiantistiche finalizzate al recupero energetico dei materiali di bordo nave è oggetto di altra attività, ovvero la 3.3 che risulta ancora in corso e che integra i modelli relativi ai vari componenti di processo e conversione energetica. Chiaramente ci si riferisce qui a configurazioni di motori alternativi ad accensione per compressione in sistemi di cogenerazione con doppia alimentazione di combustibile, ovvero oli vegetali esausti (OVE), residuali delle operazioni di preparazione di cibi a bordo nave (caratterizzati nell'ambito del WP03), e combustibile gassoso (syngas) derivante dalla gassificazione di altri residui di bordo, come la frazione umida di residui alimentari (FORS) e i fanghi di depurazione delle acque reflue. Lo studio sull'utilizzo diretto di oli vegetali in sistemi cogenerativi è uno degli obiettivi del presente progetto, mirato a ridurre l'utilizzo di combustibili fossili, e dunque ad aumentare la sostenibilità ambientale e ridurre gli effetti dannosi derivanti da un incorretto smaltimento di questi rifiuti. L'impiego di OVE per la produzione di biodiesel, oltre ad essere una soluzione economicamente svantaggiosa, richiede processi fisico-chimici complessi e difficilmente attuabili a bordo nave, mentre l'uso diretto di oli vegetali necessita unicamente di trattamenti meccanici. Nello specifico, è stato effettuato uno studio numerico volto alla previsione delle prestazioni di un sistema cogenerativo suscettibile di alimentazione con combustibili non tradizionali. Si è sviluppato un modello di simulazione numerica tridimensionale di un motore a combustione interna alternativo alimentato inizialmente a gasolio, e per il quale si è poi considerata la variazione di combustibile o la doppia alimentazione con combustibili derivati da materiali residuali di bordo, ovvero oli e syngas. Il modello è stato validato rispetto a dati derivanti da una caratterizzazione sperimentale: la scelta e la modifica dei parametri di taratura dei diversi sotto-modelli numerici che caratterizzano le fasi del ciclo operativo del sistema in alimentazione ad OVE, rispetto alle condizioni in alimentazione a gasolio, sono state possibili grazie alla caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche dei combustibili non tradizionali effettuata in altre attività del progetto. Lo studio ha permesso di valutare il cosiddetto derating prestazionale conseguente l'impoverimento della qualità dei combustibili, ovvero la riduzione di potenza del motore rispetto al valore nominale che si registra in seguito all'impiego di OVE o di OVE in combinazione a syngas da gassificazione di residui. Il calcolo del derating di potenza è utile per il dimensionamento di massima di un impianto che recupera i materiali di bordo e sarà in effetti, come già accennato, utilizzato nell'ambito dell'attività 3.3 per valutare l'effettiva fattibilità delle soluzioni impiantistiche integrate considerate nel presente progetto.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
