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Titolo: Primi impianti a turbina a CO2 supercritica

Non me ne voglia il sig.giorjen, ma l'argomento e' troppo interessante per
rimanere relegato in una discussione dal titolo "anonimo". Percio' apro'
una discussione con un titolo piu' appropriato.
 
Per cominciare, piu' di 4 mesi fa:
 
http://phys.org/news/2014-10-first-of-a-kind-supercritical-co2-turbine.html
 
 
"Toshiba Corporation today announced that it will supply a first-of-a-kind
supercritical CO2 turbine to a demonstration plant being built in Texas, USA."
 
L'impianto sara' sviluppato da NET Power LLC, una impresa USA, insieme a
CB&I, Exelon Corporation e 8 Rivers Capital. L'inventore del ciclo di
energia a CO2 pare essere quest 8 Rivers Capital.
Toshiba ha ricevuto la commessa e ritiene di consegnare l'apparecchiatura
chiave nell'Agosto del 2016. L'impianto dovrebbe entrare in funzione poi
verso la fine del 2016 ed avra' una potenza di 25MW(e) lordi ottenuti da
50MW(t). Il costo del progetto e' previsto in $140 milioni.
 
Leggo che il combustore e' stato progettato per gestire gas a pressioni
fino a 300 bar, che e' dieci volte la pressione del gas in turbine
ordinarie. Combustore ? Ma allora non e' una ordinaria turbina a vapore!
 
Si tratta di un ciclo denominato "Allam Cycle", con una efficienza,
nel caso di gas naturale, calcolata sul punto calorifico inferiore, che
parte dal 59% e nel caso del carbone, calcolato sul punto calorifico
superiore, pari al 50%. Incluso abbiamo una totale cattura delle emissioni
di CO2, non ci sono altre emissioni aeree.
 
Dovrebbe funzionare a partire da una unita' di separazione dell'aria,
che produce azoto (per altri usi) ed ossigeno. L'ossigeno entra
insieme al gas naturale nel combustore "ZEUS", ove si combina formando
CO2 a temperature supercritiche che poi viene fatto espandere in una
specifica turbina. Quello che esce dalla turbina va poi ad uno scambiatore
di calore che preriscalda la CO2 che ritorna dal ciclo, questo CO2
"raffreddato" quindi viene raffreddato ulteriormente da sistemi come una
torre di raffreddamento per poi finire in un separatore, da cui viene
estratta l'acqua formata nella combustione (il CH4 reagendo con ossigeno
produce anche acqua oltre alla CO2). In questa fase vengono anche separati
acido solforico (H2SO4) e acido nitrico (HNO3) che si producono per la
presenza di tracce di zolfo (nel combustibile) e di azoto (impurita'
nell'ossigeno).
Il CO2 "secco" cosi' ottenuto, tramite un pompa di riciclo, torna, in
parte, passando dal citato scambiatore, nel combustore ZEUS, ove viene
riscaldato ed aggiunto ai prodotti di combustione.
Un altra parte invece va in un condotto ad alta pressione per
l'asportazione della CO2 (che andra' verso utilizzi industriali o per
l'immagazzinamento in enormi depositi speciali).
 
La temperatura piu' alta raggiunta dal ciclo e' di oltre 1100 Celsius.
La temperatura minima e' di 20 Celsius o poco oltre. La pressione di
funzionamento e' tra poco oltre 10 bar e 300 bar. L'entalpia specifica
arriva fino a 1300 kJ/kg.
 
Il ciclo non necessita' della rimozione dei gas acidi dal combustibile
(ripulitura dai composti dello zolfo e dell'azoto) perche' si limita
a convertire i SOx e NOx in acidi solforico e nitrico.
 
La CO2 come fluido ha il vantaggio di non subire le perdite per calore
latente del vapore acqueo.
 
Lettura sul ciclo Allam:
 
http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1907842
 
 
 
Un altro progetto portato avanti da Sandia Nationale Labroratories e
Lawrence Berkeley National Laboratory coinvolgenti Tosibha, Echogen,
Dresser Rand, GE e Barber-Nichols utilizza CO2 supercritica in ciclo
al posto del vapore.
 
Pratt & Whitney Rocketdyne (la stessa che dirige Crescent Dunes) e'
impegnata con Argonne National Laboratories per integrare un ciclo di CO2
supercritico con un reattore nucleare da 1000 MW (la CO2 non ha i problemi
dell'acqua ... vedi Fukushima).
 
E poi abbiamo il progetto europeo TEN (European Turbine Network).
 
Dall'autore del ciclo:
 
http://www.modernpowersystems.com/features/featurenet-powers-co2-cycle-the-breakthrough-that-ccs-needs
 
 
di Rodney J Allam
 
"NET Power's proposed oxyfuel power plant technology, with
supercritical CO2 as the working fluid in a radically new cycle,
makes carbon capture an inherent feature of the process, not an add-on
with very large parasitic loads, as with "conventional" CCS approaches.
The result: 100% carbon capture with extraordinarily high target
efficiencies, 58.9% LHV for gas, 51.44% LHV for coal."

 "raffreddato" quindi viene raffreddato ulteriormente da sistemi come una
Se ho capito bene, è uno scambiatore rigenerativo a valle della turbina 
che preriscalda la CO2 che deve entrare nella camera di caombustione, a 
spese della CO2 espansa che deve essere successivamente trattata (torre 
di raffreddamento e separatore).
O sbaglio?

 O sbaglio?
 
Il mio sapere e' limitato a cio' che ho riportato (ed i riferimenti) :-)