PIANO TRIENNALE DI REALIZZAZIONE 2019-2021 DELLA RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO NAZIONALE Progetto: Sistemi di accumulo, compresi elettrochimico e power to gas, e relative interfacce con le reti - WP3 Power to Gas - Attività LA3.5 - Rapporto Tecnico delle attività svolte sullo Sviluppo di un reattore isotermico multi-tubolare per la produzione di 1 Nm3/h di metano.

Sulla base delle informazioni ottenute durante la fase di sperimentazione in "bench-scale" su catalizzatori strutturati in forma di schiume ceramiche, condotta durante il secondo anno di attività, è stato progettato, realizzato e validato un reattore multi-tubolare per la produzione di 1 Nm3/h di metano da miscele ricche di CO2. La progettazione del reattore multi-tubolare si è basata anche sull'attività di modellazione condotta dal Politecnico di Milano. ll reattore di metanazione è integrato con un sistema di scambio termico ("Heated Exchanger Reactor") ed ospita al proprio interno quattro catalizzatori strutturati, costituiti da foam in SiC (40 PPI, Øest. = 2cm, L.= 15cm) cataliticamente attivi (25wt.%Ni/20CeO2-55ZrO2) e conduttivi, preparati alla fine del secondo anno di attività. L'accoppiamento tra i catalizzatori strutturati ed il sistema di raffreddamento integrato ha consentito, durante la fase di reazione, di avere un adeguato controllo del trasferimento di massa e calore, basse cadute di pressione, elevata velocità spaziale e elevata superficie di reazione esposta ai reagenti, caratteristiche che hanno consentito di superare alcune limitazione tipiche dei letti impaccati tradizionali (hot spot, disattivazione del catalizzatore, elevate cadute di pressione e difficile gestione del calore associato alla reazione) e di raggiungere allo stesso tempo i valori di produzione di metano attesi (1 Nm3/h).