Analisi termodinamica e dei consumi di un impianto di liquefazione gas di piccola scala

Questo elaborato di tesi riporta un’analisi termodinamica e dei consumi di un impianto di liquefazione gas su piccola scala, composto principalmente da un compressore, una macchina frigorifera, un dispositivo di espansione e un separatore. L’indagine ha inizio da un impianto di liquefazione del gas naturale già esistente nei laboratori dell’azienda Graf S.p.A da cui sono stati estrapolati i dati necessari per effettuare una simulazione con Thermoflex. Sono stati analizzati i valori di pressione e temperatura in gioco ottimali con il fine di ottenere una diminuzione dei consumi energetici specifici e un aumento del rendimento di liquefazione. Inoltre è stata effettuata un’analisi economica dell’investimento di acquisto di un espansore criogenico, che comporterebbe un notevole aumento delle spese di costruzione dell’impianto. Si è registrato che i benefici energetici apportati da tale modifica siano compatibili e producano un rientro a breve termine dell’investimento stesso. Nel secondo caso, visibile nel capitolo 4, è stato analizzato il processo di liquefazione dell’anidride carbonica. L’impianto di liquefazione del metano e i relativi valori dei parametri di processo, non sono idonei per l’anidride carbonica, tanto che l’impianto risulti sovradimensionato. Sono stati modificati i parametri di input per ottimizzare il processo e ridurne i consumi energetici specifici. Anche nel caso dell’anidride carbonica è stata effettuata una valutazione termodinamica ed economica dell’utilizzo di un espansore criogenico. A causa della maggior facilità con cui è possibile effettuare un processo di liquefazione della CO2 rispetto a quello del metano non si è riscontrato un corretto funzionamento dell’espansore, che si trova a lavorare in condizioni di titolo del fluido troppo basse. Inoltre, a causa della notevole riduzione delle spese energetiche specifiche, non sono stati riscontrati tempi di rientro economico dell’investimento idonei.