Catalisi e Processi Catalitici (LCCP)
Il Laboratorio di Catalisi e Processi Catalitici (LCCP) che afferisce al Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano studia approcci multiscale e multidisciplinari nel campo della scienza ed ingegneria dei catalizzatori eterogenei. Le attività hanno riguardato inizialmente le tipiche applicazioni della chimica industriale per poi estendersi ad aspetti innovativi quali la conversione dell’energia, la protezione ambientale e la produzione sostenibile di prodotti chimici.
LCCP ha sviluppato un approccio multidisciplinare e multiscala per lo studio dei processi catalitici sfruttando una consolidata esperienza nella catalisi eterogenea e nell’ingegneria delle reazioni chimiche. Tale approccio si basa sullo studio delle proprietà del catalizzatore alla scala delle nanoparticelle (siti attivi e porosità) mediante l’utilizzo di tecniche di caratterizzazione (morfologica, strutturale) combinate con lo studio della reattività superficiale, del meccanismo e della cinetica in condizioni stazionarie e transitorie. Possiede esperienza nell’utilizzo di tecniche di caratterizzazione superficiale sia ex-situ che in-operando (Raman, IR) che offrono l’adeguato completamento alla caratterizzazione del materiale.
LCCP ha sviluppato nel tempo una profonda esperienza nelle tecniche di preparazione sia di catalizzatori in polvere (attraverso, ad esempio, impregnazione e coprecipitazione) che strutturati (mediante estrusione di honeycomb ceramici, deposizione per washcoating di catalizzatore su supporti di diversa forma, geometria e materiale). Ha una consolidata esperienza nell’analisi delle proprietà di scambio di materia, di energia e di momento in catalizzatori strutturati ed è in grado di testare il comportamento e funzionamento di reattori catalitici dalla scala di laboratorio fino alla scala pilota coprendo un vasto spettro di condizioni operative fino a 1000 °C e 100 bar.
LCCP ha anche una consolidata esperienza nella modellazione multiscala di processi catalitici mediante un approccio ai principi primi, basato sulla risoluzione delle equazioni caratteristiche di ciascuna scala (schemi microcinetici dettagliati ottenuti da calcoli di struttura elettronica, simulazioni di cinetica Monte Carlo, equazioni di Navier-Stokes alla macroscala). Ha anche esperienza nello sviluppo di modelli numerici stazionari e transitori basati sia su modellazione macroscopica del reattore che mediante tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) capaci di utilizzare metodi numerici avanzati, di interfacciarsi con cinetiche complesse e di fornire una descrizione dettagliata dei fenomeni di transporto alle varie scale.
LCCP ha applicato questa metodologia ad un largo numero di processi catalitici che spaziano dalla conversione dell’energia alla produzione di combustibili innovativi e tecnologie di trattamento dei gas esausti. Ha dimostrato il potenziale dei catalizzatori strutturati per l’intensificazione della sintesi di Fischer-Tropsch. È attivamente coinvolta nello sviluppo di nuovi processi per la produzione di H2 mediante steam reforming di alcoli, ossidazione parziale catalitica e nell’intensificazione del processo di Steam Reforming di metano mediante supporti strutturati conduttivi e sviluppo di tecnologie a basso impatto di CO2 tramite il riscaldamento elettrico diretto del supporto. Si occupa dell’attivazione della CO2 mediante le reazioni di Dry Reforming e di Reverse Water Gas Shfit oltre che del processo di metanazione da CO2. Ha analizzato anche differenti processi di abbattimento dei gas esausti. Ha sviluppato una forte esperienza del processo SCR DeNOx per impianti di produzione di potenza ed applicazioni in ambito autoveicolare. Oltre a ciò, altre tecnologie DeNOx sono state oggetto di ricerca come, per esempio, i sistemi di stoccaggio e riduzione degli NOx o l’abbattimento simultaneo di NOx e soot mediante il concetto DNPR.

Contatti
:
Prof. Enrico Tronconi
telefono: 02 2399 3264
enrico.tronconi(at)polimi.it
http://www.lccp.polimi.it

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