Analisi termofluidodinamica di un impianto di incenerimento rifiuti con tecnologia al plasma

Oggetto del lavoro è stato lo studio di un inceneritore di rifiuti, opportunamente trattati, mediante tecnologia al plasma a bordo di un mezzo navale. Le prime analisi hanno raggiunto l’obiettivo di definire un modello numerico semplificato per applicazioni prettamente ingegneristiche al fine di caratterizzare l’inceneritore al plasma, gli scambi termici e le reazioni che avvengono al suo interno. Sono state confrontate diverse geometrie 2D e diversi modelli di scambio termico e di set di reazioni chimiche. La scelta è ricaduta su modelli che possano rappresentare al meglio l’interazione plasma-rifiuto senza, però, eccessivi appesantimenti che renderebbero le analisi numeriche eccessivamente dispendiose per le applicazioni ingegneristiche che richiedono, spesso, risposte in tempi relativamente brevi. I modelli numerici utilizzati hanno consentito di rappresentare la fluidodinamica del forno, l’iniezione del rifiuto, la volatilizzazione della parte volatile, la neutralizzazione del plasma, la gassificazione del plasma, il completamento dell’ossidazione della parte volatile, etc.. Una analisi di sensibilità è stata effettuata al fine di ottimizzare l’efficienza dell’inceneritore e si sono valutate le giuste proporzioni tra portata di rifiuto, aria comburente e plasma. Tale analisi è stata condotta al variare della configurazione geometrica del forno, delle condizioni operative come portate dei flussi e temperature, granulometria del rifiuto introdotto.