Conceptual design of a steam production plant based on circularity and decarbonization drivers

Questa tesi si propone di sviluppare soluzioni innovative per migliorare la gestione e la sostenibilità di un impianto di trattamento delle acque reflue, fondamentale per la depurazione delle acque provenienti da una raffineria petrolifera situata in Sicilia, valutandone i benefici sia dal punto di vista ambientale che economico. Seguendo i principi dell’economia circolare, questa tesi si propone di trasformare i residui dell’impianto di trattamento in risorse preziose, riducendo l’impatto ambientale del sistema e, al contempo, generando benefici economici. L’analisi si basa sui tre principali effluenti di scarto dell’impianto: la linea acque, la linea fanghi e la linea gassosa. Il focus primario di questo studio è il riciclo della linea acque, attraverso la progettazione di un impianto di produzione di vapore. Il vapore generato verrà reintrodotto nel ciclo produttivo della raffineria, sostituendo una parte del fabbisogno di vapore attualmente richiesto e trasformando così un residuo in una risorsa. Questo processo contribuisce anche a mitigare la scarsità idrica, un tema di particolare rilevanza per la Sicilia. Oltre al riciclo delle acque, il lavoro esplora anche possibili trattamenti per la linea fanghi e gli affluenti gassosi, come la digestione anaerobica dei fanghi e la tecnologia di Carbon Capture and Storage (CCS) per il trattamento dei gas esausti. Dopo un primo capitolo introduttivo, il secondo capitolo introduce i concetti fondamentali per la comprensione del tema trattato; Il terzo capitolo presenta il case study, fornendo una descrizione generale, le specifiche di processo, i limiti e gli obiettivi dello studio; I capitoli quarto e quinto approfondiscono rispettivamente i bilanci di energia e materia e il dimensionamento delle apparecchiature; Il sesto e ultimo capitolo analizza l'aspetto economico dell’impianto di produzione di vapore.