Caratterizzazione termofluidodinamica di un termovalorizzatore

According to Decreto Legislativo 133/05, incinerators have to be designed and operated such that, after the last combustion air input, the gases produced from the incineration process remain at a temperature of at least 850 °C for at least two seconds. Traditional temperature measurements with simple thermocouples, in an environment like the one inside a combustion chamber, have revealed to be largely far from the real gases temperatures, due to the important radiation contribute. In this thesis the combustion line of an incinerator has been analyzed by conducting an experimental campaign with suction pyrometers in order to have a correct thermal map of the gas flow. Furthermore, a tridimensional numerical model in CFD environment of the post-combustion zone of the steam generator has been developed to compare experimental data. The incinerator owner company decided to develop a reducing pollutants process with the direct injection in the post-combustion chamber of a new dolomitic lime hydroxide-based product. In order to understand which of the possible injection points leads to the best product homogenization, a separated computational fluid dynamic simulation campaign has been performed.

Secondo il Decreto Legislativo 133/05, gli impianti di termovalorizzazione devono essere progettati e gestiti in modo tale che, dopo l'ultima immissione di aria di combustione, i gas prodotti dal processo d’incenerimento restino ad una temperatura di almeno 850 °C per almeno due secondi. Le tradizionali misure di temperatura con semplici termocoppie, in un ambiente come quello di una camera di combustione, si sono rivelate anche ampiamente discostanti dalle reali temperature dei gas, a causa del notevole contributo dell’irraggiamento. In questa tesi si è analizzata la linea di combustione di un termovalorizzatore, conducendo una campagna sperimentale con pirometri a suzione per avere una corretta mappa termica del flusso gassoso. Si è, inoltre, sviluppato un modello numerico tridimensionale in ambiente CFD della zona di postcombustione del generatore di vapore per confrontare i dati ottenuti sperimentalmente. La società che gestisce l’impianto in esame, ha deciso di implementare un processo per l’abbattimento di alcuni inquinanti con un nuovo prodotto a base di idrossido di calce dolomitico. Per capire quale dei possibili punti d’iniezione portasse alla migliore omogeneizzazione della distribuzione di prodotto, è stata svolta una separata campagna di simulazione di fluidodinamica computazionale.