Studio modellistico di un sistema di desolforazione di syngas ad alta temperatura

Coal plays a fundamental role in global electricity energy productions. An increasing interest for IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) technology is rising. In IGCC plants, coal is converted into a fuel gas (syngas) able to feed a gas cycle and, with the products of its combustion, a steam cycle. Before to its use, the syngas undergoes several purification processes for the removal of compounds harmful for the environment and for the power plant itself. Particularly important is the removal of hydrogen sulphide. In conventional plants, desulfurization is performed at nearly atmospheric temperature, after syngas cooling. Advanced desulphurization techniques allow the removal of the said acid gas at high temperature, in hot gas desulfurization systems (HGD). The main advantages of a HGD system are to reduce the overall investment cost of the IGCC and to increase its efficiency. For this purpose, a HGD system modeled by a Matlab code has been studied in this work. The model is used to estimate the size of the HGD reactors and their cost. After determining the optimum operating conditions the model was used to size HGD units for IGCC plants assessed in the scientific literature.

Il carbone ricopre un ruolo fondamentale per quanto riguarda la produzione di energia elettrica a livello mondiale. Sempre maggiore è l’interesse vero gli impianti IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) dove il carbone viene trasformato in combustibile gassoso (syngas) in grado di alimentare un ciclo a gas e, dai prodotti della sua combustione, un ciclo a vapore. Prima del suo utilizzo il syngas subisce un processo di purifica che prevede l’eliminazione di composti nocivi per l’ambiente e per l’impianto stesso. Particolarmente delicato è l’abbattimento dell’acido solfidrico La desolforazione è comunemente eseguita a bassa temperatura raffreddando il syngas. Tecniche avanzate di desolforazione consentono la rimozione del suddetto acido ad alta temperatura (HGD, Hot Gas Desulfurization). I principali vantaggi di un sistema HGD sono la riduzione dei costi d’impianto e l’incremento dell’efficienza dell’IGCC. A tal fine è stato studiato un sistema HGD modellizzato da un codice Matlab, il modello permette di stimare le dimensioni d’impianto e quindi i costi. Dopo aver determinato le condizioni ottimali di funzionamento il modello è stato testato su impianti IGCC presenti in letteratura scientifica.