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Istituto di Ricerche sulla Combustione – CNR
Piazzale V. Tecchio 80 – 80125 Napoli (Italy)
Email: irc@irc.cnr.it - Posta Elettronica Certificata (PEC) irc@pec.cnr.it
L’Istituto di Ricerche sulla Combustione è stato fondato nel 1968 da Leopoldo Massimilla con la finalità di creare un organismo di ricerca dedicato allo studio dei processi di combustione, con particolare riferimento alle conversioni energetiche e, successivamente, anche in relazione alla prevenzione ed al controllo di incendi, esplosioni e rilasci accidentali. In aggiunta all’apporto scientifico in questi settori, l’Istituto ha contribuito negli anni in misura significativa allo sviluppo di un ampio spettro di tematiche e di discipline che ricadono nell’area culturale dell’Ingegneria Chimica ed in aree contigue: ingegneria delle reazioni chimiche, metodologie analitiche, dinamica di sistemi polifasici, fenomeni di trasporto di calore e di materia, catalisi industriale.
L’Istituto afferisce al Dipartimento Energia e Trasporti del CNR e attualmente si avvale della presenza di 53 unità di personale a tempo indeterminato di cui 29 ricercatori e 24 unità nel ruolo amministrativo e tecnico.
Le attività di ricerca sono focalizzate su diverse tematiche quali:
- tecnologie di combustione e gassificazione ad elevata efficienza e compatibilità ambientale
- valorizzazione di combustibili alternativi (biomasse, combustibili derivanti da residui e rifiuti, ecc.)
- tecniche diagnostiche avanzate dei processi di combustione e dell'impatto ambientale
- modellazione dettagliata di sistemi chimici reagenti
- analisi di sicurezza e di misure di prevenzione e controllo nell’uso, maneggio e stoccaggio di materiali combustibili
- studio dei meccanismi di combustione e formulazione ed analisi di schemi cinetici dettagliati di reazione
- controllo ed abbattimento di specie inquinanti da effluenti di processi di combustione e gassificazione
- sistemi catalitici in processi di combustione e gassificazione e nell’abbattimento di specie inquinanti da effluenti.
L’Istituto ha sviluppato negli anni una estesa rete di collaborazioni con università, centri di ricerca pubblici e privati, aziende, in Italia ed all’estero. E’ coinvolto in molteplici progetti di ricerca nazionali ed internazionali nel settore della combustione, della gassificazione, delle tecnologie ambientali.
L’impegno di ricerca dell’Istituto si articola in cinque aree principali di attività:
Chimica e fisica della combustione
In quest’area trovano collocazione studi relativi ad aspetti fondamentali della pirolisi, ossidazione e gassificazione di combustibili solidi, liquidi e gassosi, con particolare riguardo ai meccanismi cinetici dettagliati di reazione. Le attività si avvalgono di tecniche diagnostiche avanzate per l’analisi chimica degli intermedi e dei prodotti finali di reazione e per la caratterizzazione del particolato fine di dimensioni microniche e submicroniche. In particolare sono utilizzate tecniche "in-situ" (analisi spettroscopiche mediante sorgenti laser, misure di light scattering) ed "extra-situ" (spettrometria di massa, spettroscopia di assorbimento, fluorescenza, scattering quasi elastico, ecc.). L’attività sperimentale è affiancata da un consistente impegno di modellazione dei percorsi di reazione, con particolare riferimento alla caratterizzazione quantitativa dei processi di formazione di microinquinanti, ed alla formazione, crescita e coagulazione di particolato carbonioso dalla scala nanometrica fino alla formazione dei particolati carboniosi micrometrici.
Tecnologie e processi di combustione ad alto rendimento e basso impatto ambientale.
Questa area include le attività rivolte alla individuazione ed allo sviluppo di tecnologie innovative ovvero alla modificazione di tecnologie esistenti per la combustione stazionaria di solidi, liquidi e gas. La finalità principale è rappresentata dallo sviluppo di opzioni processistiche che contribuiscano a minimizzare l’impatto ambientale derivante da emissioni dai sistemi di combustione: particolato fine, PAH, SOx, NOx allo scarico di sistemi di combustione industriali, domestici e da turbine a gas sperimentando condizioni di reazione estreme di temperatura e pressione, ovvero attraverso lo sviluppo di processi di nuova concezione quali la combustione “mild” e la “chemical looping combustion”.
Combustione e gassificazione di combustibili solidi fossili ed alternativi
Questo settore di attività è specificamente rivolto allo studio di sistemi di generazione di energia che facciano uso di combustibili solidi fossili ed “alternativi”, quali quelle ricavabili da sottoprodotti da cicli di produzione e consumo in vari comparti civili o industriali, da biomasse, da combustibili di scarso pregio. Scopo dell’attività è quello di pervenire a tecnologie robuste e versatili rispetto alle caratteristiche del combustibile che massimizzino l’efficienza della conversione energetica in un’ottica di contenimento dell’impatto ambientale. Rientra in questo ambito lo studio di soluzioni processistiche innovative basate sull’impiego di reattori a letto fluido, del ruolo catalitico di solidi in sistemi di combustione, del destino e della valorizzazione della frazione inorganica (ceneri).
Materiali e processi catalitici di interesse nelle tecnologie di combustione.
Questa area di attività comprende lo sviluppo di sistemi e di processi catalitici innovativi di interesse nelle tecnologie di conversione energetica. Sono incluse linee di ricerca rivolte allo studio dei fenomeni che presiedono alla riduzione per via catalitica delle emissioni da sistemi di combustione di composti inquinanti quali ossidi di azoto (NOx) e di zolfo (SOx), composti organici volatili (VOC). Per altro verso hanno preso consistenza in quest’area attività rivolte allo sviluppo di sistemi catalitici e di processi per la combustione, la gassificazione, il “reforming”, le ossidazioni parziali di combustibili di diversa natura per via catalitica.
Analisi e prevenzione dei rischi derivanti dall’uso di combustibili e materiali pericolosi.
L'attività svolta in quest’area presenta una duplice finalità. Per un verso l’Istituto è impegnato nello studio degli aspetti connessi con la sicurezza di processi chimici di interesse industriale e nella prevenzione di fenomeni esplosivi, sia attraverso la determinazione sperimentale dei parametri di combustibilità e di esplosività di sostanze combustibili, che mediante l’elaborazione di modelli matematici e strumenti di simulazione di eventi incidentali. Per altro verso l’Istituto è impegnato nella messa a punto di tecniche di prevenzione, monitoraggio e moderazione delle conseguenze associate al rilascio accidentale di sostanze pericolose nell’ambiente da operazioni industriali.
