Modellazione CFD del processo di produzione di idrogeno tramite decomposizione catalitica del metano.

Orelli, Daniele (2020) Modellazione CFD del processo di produzione di idrogeno tramite decomposizione catalitica del metano. Bachelor thesis, Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana.

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Abstract

La produzione di idrogeno tramite decomposizione catalitica del metano suscita particolare interesse per via dell’assenza di emissioni di CO2 nell’ambiente. L’utilizzo di un catalizzatore, permette di ridurre l’energia di attivazione della reazione, abbattendo conseguentemente le temperature operative del processo che si aggirano intorno ai 1500 °C. I catalizzatori a base di carbonio permettono di oltrepassare il processo di rigenerazione del reattore una volta arrivato a fine vita, abbattendo quelle che sono le emissioni indirette che, con dei catalizzatori a base metallica sarebbero inevitabili. I catalizzatori analizzati, sono delle schiume di carbonio che permettono di ottenere delle discrete prestazioni in termine di attività catalitica, con un’ottima resistenza alle alte temperature. La reazione di decomposizione, produce idrogeno e carbonio solido che si deposita sulla superficie del catalizzatore, occupando tutti i siti del reattore e raggiungendo un tasso di conversione stabile del metano pari al 17%. Una volta raggiunto il fine vita, il catalizzatore può essere venduto come valore aggiunto, trattandosi di carbonio puro. L’obiettivo è quello di riprodurre gli esperimenti riportati in [3] e [5], tramite un modello CFD poco oneroso dal punto di vista computazionale che possa simulare il processo fisico di decomposizione del metano. Per la realizzazione del lavoro è necessario approfondire i modelli adibiti all’interazione tra le specie chimiche forniti da Fluent, ricercando la configurazione più idonea al processo reale. La taratura del modello è la fase preponderante dell’opera e si basa sui parametri estratti dagli esperimenti reali, che sono in parte forniti e in parte calcolati. La taratura del modello è di fondamentale importanza per quanto riguarda gli studi successivi e permette di svolgere ulteriori esperimenti utili alla stima della resa del reattore, al variare di alcuni parametri fisici e geometrici.

Item Type:	Thesis (Bachelor)
Corso:	UNSPECIFIED
Supervisors:	Cornolti, Luca and Zavattoni, Simone
Subjects:	Meccanica
Divisions:	Dipartimento tecnologie innovative > Bachelor in Ingegneria meccanica
URI:	http://tesi.supsi.ch/id/eprint/4123

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