Ossidi di azoto, particolato carbonioso (fine ed ultrafine) e idrocarburi policiclici aromatici da processi di combustione sono tra i più importanti responsabili dell'inquinamento sia su scala globale, "effetto serra", che nelle aree urbane: effetti sulla salute, visibilità. Una drastica riduzione di queste emissioni può essere ottenuta utilizzando una tecnica innovativa che consente di minimizzare le temperature di combustione utilizzando alte concentrazioni di sostanze inerti, come azoto, acqua o gli stessi gas esausti, diluendo il combustibile e l'aria in alimentazione. Affinché l'ossidazione del combustibile possa avvenire è necessario preriscaldare i reagenti a temperature maggiori della temperatura di ignizione spontanea del combustibile. Il risultato è un processo di combustione efficiente e pulito di interesse per molte applicazioni pratiche, dai forni per la lavorazione di materie prime ai turbogas.
Lo studio, realizzato presso l'IRC in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Università Federico II di Napoli, si è sviluppato utilizzando sia strumenti teorici sia un approccio sperimentale rivolto ad una migliore conoscenza e diffusione di tale tecnologia di combustione a livello sia nazionale sia internazionale, denominata con l'acronimo MILD (Moderate or Intense Low-oxygen Dilution), coniato dallo stesso gruppo di ricerca. L'interesse della comunita' scientifica ed industriale verso tale nuova tecnologia di combustione trova riscontro in plenary lecture che i componenti del gruppo di ricerca hanno tenuto nell'ambito di convegni internazionali e nell'invito da parte della principale rivista internazionale nel campo dell'energia di realizzare un lavoro di analisi critica delle problematiche e delle potenzialita' della combustione MILD.
Un particolare aspetto studiato ha riguardato l'identificazione delle condizioni stabili di funzionamento di sistemi alimentati con idrocarburi leggeri come il metano. L'uso di semplici modelli sia numerici che sperimentali ha permesso di individuare gli intervalli di temperatura, rapporto di alimentazione combustibile/comburente e livello di diluizione in grado di realizzare un processo di combustione stabile ed efficiente.
Nel quadro dell'attuale politica ambientale, la combustione MILD è applicabile a sistemi in cui l'idrogeno è utilizzato come combustibile. Infatti le condizioni fortemente diluite, caratteristiche della tecnologia, rappresentano una soluzione alle difficoltà presenti nei processi di combustione dell'idrogeno, legate all'elevata velocità di propagazione di fiamma di tale combustibile. L'elevata diluizione consente di moderare il processo di ossidazione dell'idrogeno realizzando una combustione controllata.
In futuro si prevede di realizzare in collaborazione con strutture di ricerca italiane e straniere, ENEA e CNRS, una ulterire caratterizzazione delle fenomenologie di base dei processi di combustione MILD che utilizzano combustibili tradizionali ed alternativi, individuandone i campi di applicabilità di maggiore interesse per lo sviluppo di sistemi pratici di combustione a basso impatto ambientale.
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