Flessibilizzazione di IGCC a biomassa mediante accumulo energetico su ossidi metallici

Following the steady increase in global energy demand and increased attention to the environmental sustainability of energy production, the push towards advanced technologies for electricity generation has become more and more decisive. In this context, production from renewable sources has increased, particularly wind and photovoltaic sources, but the non-programmable nature of the latter implies the maintenance of fossil-fuel / biomass facilities often using less efficient but more economically viable technologies. The aim of this paper is to find effective strategies for the management of thermal transition in bubbling fluidized beds operating in Switching Combustion (GSC) technology, which will enable the implementation of highly flexible operating solutions in innovative systems based on Biomass Integrated Gasification Combined Cycle (BIGCC) by accumulating the energy content of syngas in metallic oxides of ilmenite. The first part presents the current energy scenario and the main reasons that have led to the search for that technology. In the second part the modeled system, the calculation hypotheses adopted, and the characteristics of the Oxygen Carrier are illustrated, so different GSC beds operating strategies are compared. In the third part, after describing the calculation code used, simulation of the plant is performed by distinguishing the oxidation and reduction stage. Finally, the conclusions are presented.

A seguito del costante aumento del fabbisogno energetico a livello globale e dell’accresciuta attenzione alla sostenibilità ambientale della produzione energetica, la spinta verso tecnologie avanzate per la generazione elettrica si è fatta sempre più decisa. In questo contesto la produzione da fonti rinnovabili è aumentata, in particolare le fonti eoliche e fotovoltaiche, tuttavia la natura non programmabile di queste ultime impone il mantenimento in esercizio di impianti a fonte fossile/biomasse spesso tramite tecnologie meno efficienti ma più redditizie. Scopo di questo lavoro è la ricerca di strategie efficienti per la gestione dei transitori termici in letti fluidizzati bollenti operanti con tecnologia di Gas Switching Combustion (GSC) che consentano di implementare soluzioni ad elevata flessibilità di esercizio in impianti innovativi basati su Cicli Combinati con Gassificazione Integrata della Biomassa (BIGCC) tramite accumulo del contenuto energetico del gas di sintesi in ossidi metallici di ilmenite. Nella prima parte si presenta lo scenario energetico attuale e le principali ragioni che hanno portato alla ricerca di tale tecnologia. Nella seconda parte si illustra l’impianto modellato, le ipotesi di calcolo adottate e le caratteristiche dell’Oxygen Carrier, quindi dopo aver illustrato il codice di calcolo sviluppato si confrontano diverse strategie di esercizio dei letti GSC. Nella terza parte, dopo aver presentato il codice di calcolo GS, si procede alla simulazione dell’impianto distinguendo le fasi di ossidazione e riduzione dei letti; infine si traggono le conclusioni.