Studio teorico sperimentale relativo alla combustione flameless di polverino di carbone

Circa la prima linea di ricerca, è significativo osservare che la stabilità del funzionamento del bruciatore dipende dalle condizioni chimiche e termofluidodinamiche che si instaurano localmente, sia nelle zone di ricircolazione sia nelle zone in prossimità delle sezioni di alimentazione. In particolare, essa è principalmente affidata alla ignizione e ossidazione della frazione volatile e dei prodotti della gasificazione del polverino di carbone. Si creano quindi localmente delle zone in cui la miscela di gas combustibili, provenienti dalla devolatilizzazione e gasificazione del polverino, è investita dalla corrente di gas ricircolati, costituiti essenzialmente da CO2 e H2O, ad alta temperatura arricchita in ossigeno. L’ignizione della miscela, in opportune condizioni, può essere assicurata, nello strato di miscelamento, dall’incremento di entalpia sensibile dovuto al contributo della corrente di gas ad alta temperatura. Si può parlare in questo caso di “ignizione diffusiva”. La temperatura dei gas ricircolati deve essere tale che, all’interno dello strato di miscelamento esiste una zona in cui la temperatura stessa è maggiore della temperatura di autoignizione della locale miscela combustibile/comburente. Analogamente, il regime ossidativo che si instaura localmente, e quindi la stabilità del processo, dipende dalle condizioni secondo le quali l’ignizione avviene nello strato diffusivo. Il campo locale di velocità, le composizioni delle correnti contenenti il comburente ed il combustibile e le rispettive temperature influenzano in modo sostanziale l’evoluzione del processo ossidativo, determinando i campi di operabilità del sistema. Obiettivo del lavoro di ricerca, relativo alla prima linea di attività del contratto, è quindi l’identificazione dei campi di stabilità locali nel suddetto reattore a polverino di carbone. Tale obiettivo sarà ottenuto per mezzo della individuazione dei regimi ossidativi e la caratterizzazione delle strutture reattive che si possono ottenere nelle zone in cui la miscela di combustibili gassosi, derivanti dalla devolatilizzazione e/o gasificazione delle particelle di carbone, è investita dalla corrente ossidante, fortemente diluita e preriscaldata.