L'impatto delle proprietà termo-fisiche delle miscele di CO2 nella gestione del flusso

Carbon capture and storage (CCS) refers to a set of technologies designed to reduce carbon dioxide emissions from large industrial point sources of emission, such as coal-fired power stations, in order to mitigate greenhouse gas production. The technology involves capturing CO2 and then storing it in a reservoir, instead of allowing its release to the atmosphere, where it contributes to climate change. CO2 transportation is an integral part of the CCS chain. After capture, CO2 needs to be transported to locations whereby it is stored or alternatively used in various processes. Different transport solutions are available, the main ones being pipelines and ships, for which high density and purity are recommended. Furthermore, for safe final storage a CO2 concentration > 95,5% is required. Transport can also influence the choice of the capture technology in terms of CO2 concentration and the kind of impurities it contains. During the transportation of CO2, in all the cases it is important to know the thermodynamic behaviour in the presence of these impurities and the impact of them on the thermophysical properties of the fluid. The objective is to guaranty a safe design of transportation process.

Le tecnologie di Carbon Capture and Storage, generalmente indicate con l’acronimo CCS, rappresentano uno dei temi di maggiore interesse scientifico quale strumento per contrastare l’effetto antropico della produzione di CO2 sul clima. Le tecnologie CCS costituiscono un sistema di produzione dell’energia a ciclo chiuso. Il carbonio, inizialmente estratto dal sottosuolo sotto forma di gas, petrolio o carbone, viene utilizzato per la produzione di energia. Poi, una volta separato dai fumi delle centrali o degli impianti industriali, il flusso ad alta concentrazione di CO2 così ottenuto viene disidratato e compresso, al fine di rendere più efficienti il trasporto e lo stoccaggio in appositi siti geologici. La realizzazione di un impianto efficiente, economicamente conveniente e sicuro dipende in gran parte dalla corretta progettazione del sistema stesso. Ciò è possibile solo a seguito di una profonda comprensione delle proprietà termofisiche delle miscele di CO2 utilizzate così da poter effettuare il giusto dimensionamento delle apparecchiature e stabilire le condizioni operative ottime dei diversi processi. Le proprietà chiave da studiare nell’ ambito della progettazione delle pipelines per il trasporto della CO2 includono le proprietà termodinamiche come l'equilibrio liquido-vapore (VLE), la densità ma anche la viscosità e la conducibilità termica.