Il nostro sistema per l’arricchimento del biogas
CLEAN-BGAS UPGR è una soluzione progettata per l’arricchimento del biogas e la produzione di biometano. La tecnologia comprende diverse fasi ed è basata su un processo chimico che include un depuratore chimico con ammine. La tecnologia ha diversi moduli:
- Pulizia del biogas
- Eliminazione CO2 / Biometano
- Recupero dei solventi
- Essiccazione del gas / biometano
I nostri team
AGGIORNAMENTO CLEAN-BGAS
Pulizia del biogas: Ha l'obiettivo di separare tutte le impurità del biogas prima che passi al processo di eliminazione del CO2. In questa fase, vengono eliminati i composti indesiderati, come silossani, umidità, particelle, idrocarburi alogenati e NH3, che possono contaminare il solvente usato per la depurazione.
Eliminazione CO2 / Biometano: Questo si ottiene mediante assorbimento chimico. Il biogas viene lavato con un solvente chimico adeguato (alcanolammina) per eliminare fino al 100% del CO dal flusso, così come le possibili tracce di H2S presenti. Come risultato del processo, si ottiene un flusso di biogas con un alto livello di CH4, simile al gas naturale.
Recupero dei solventi: La rigenerazione dei solventi avviene per distillazione. In questo modo, si separa il solvente dal flusso di CO2, precedentemente catturato dal biogas. Il solvente viene riutilizzato nell'operazione di assorbimento, mentre il CO2 può essere destinato ad altri usi (riempimento di estintori, ghiaccio secco, coltivazione di alghe, petrolchimica, ecc.).
Essiccazione del gas / biometano: Il suo scopo è garantire un gas secco per la compressione e lo stoccaggio. Questa operazione implica il raffreddamento e l'essiccazione per adsorbimento. Per quest'ultima operazione, si utilizzano sostanze con un'elevata capacità di adsorbimento.
Vantaggi
- Basso consumo elettrico
- Investimento minimo in opere civili
- Carburante ecologico
- Funzionamento a basse pressioni
- Il solvente è selettivo, perdita minima di metano
Applicazioni
- Biocarburante per veicoli
- Immissione nella rete di gas naturale
- Materia prima per la produzione di metanolo e idrogeno
- CO2 di elevata purezza
- Come gas naturale
Caratteristiche tecniche
- Adatto a qualsiasi tipo di biogas
- Apparecchiatura compatta installata in container marittimi modificati
- Apparecchiatura modulare in base alla flotta di veicoli
- Funziona a basse pressioni
- Gestione intelligente dell'energia prodotta
- Completamente automatico
- Produce una corrente di CO2 ad alta concentrazione molto utile per il mercato
Componenti delle nostre centrali di arricchimento del biogas
- Soffiatore
- Raffreddatori o refrigeratori
- Filtro a carbone attivo
- Filtro per particelle
- Torre di adsorbimento
- Torri di essiccazione
- Rigenerazione delle torri di essiccazione
- Torre di desalinizzazione
- Torre di distillazione
Tecnologie per l’arricchimento del biogas. Produzione di biometano.
Oggi possiamo parlare di due tipi base di biogas. Quello prodotto in modo controllato, basato sulla tecnologia della digestione anaerobica dove si applicano diversi tipi di biodigestori a seconda del tipo di materia da trattare, e la produzione di biogas in modo naturale (incontrollato) dove i più rappresentativi attualmente sono le discariche di RSU.
La tabella 1 mostra la composizione tipica del biogas in base alla sua provenienza, cioè alla materia da trattare.
| Gas | Residui Agricoli (%) | Fanghi di depurazione (%) | Residui Industriali | Discariche (%) | Effetto |
|---|---|---|---|---|---|
| Metano | 50-80 | 50-80 | 50-70 | 45-65 | Combustibile |
| CO2 | 30-50 | 20-50 | 30-50 | 34-55 | Inerte |
| Vap H2O | Saturazione | Saturazione | Saturazione | Saturazione | Pericoloso |
| H2 | 0-2 | 0-5 | 0-2 | 0-1 | Combustibile |
| H2S | 100-7000 ppm | 0-1 | 0-8 | 0,5-3000 ppm | Corrosivo |
| NH3 | 50-100 mg/m2 | Tracce | Tracce | Tracce | Corrosivo |
| CO | 0-1 | 0-1 | 0-1 | Tracce | Combustibile |
| N2 | 0-1 | 0-3 | 0-1 | 0-20 | Inerte |
| O2 | 0-1 | 0-1 | 0-1 | 0-5 | Corrosivo |
| Silossani | NR | 0-100 mg/m2 | NR | 0-50 mg/m2 | Abrasivo |
| HCH | NR | Tracce | NR | 10-4000 mg/m2 | Pericoloso |
Tabella 1
Sebbene tutti i tipi di biogas siano adatti per la produzione di biometano, quelli provenienti da processi controllati sono quelli che presentano le migliori qualità per la loro trasformazione in un gas con caratteristiche simili al GN, data la concentrazione di metano (CH4) che si può raggiungere e la minore concentrazione di componenti contaminanti che presentano, tra cui l'O2. La tabella 1 mostra la composizione tipica del biogas generato in base ai tipi di rifiuti.
Attualmente sul mercato sono disponibili diverse tecnologie per l'arricchimento del biogas o la sua trasformazione in biometano (PCI elevato e costante), il che rende questo gas un materiale con ampie possibilità di utilizzo. Tra queste tecniche si possono citare:
Assorbimento chimico. Si basa su una reazione acido-base, utilizzando un reagente selettivo che minimizza la perdita di metano (CH4). Operano a basse pressioni. Lavaggio con acqua a pressione. Si basa sul principio della solubilità dei gas in acqua, che dipende da temperatura e pressione. In questo caso appaiono due tipi di tecnologie: con ricircolo dell'acqua e senza ricircolo. Queste tecnologie operano ad alte pressioni.
Tecniche di Adsorbimento. Tamici molecolari. Basate sulle forze di attrazione molecolare che si generano tra l'adsorbato e l'adsorbente (forze di Van der Waals), dove si verifica una certa reazione chimica e gioca un ruolo importante il rapporto tra la dimensione della molecola e la dimensione del poro dell'adsorbente. In questo caso possono apparire diverse tecniche: la più comune è quella a pressione differenziale (PSA). Si caratterizza per operare ad alte pressioni.
Separazione criogenica. Basata su operazioni di compressione, raffreddamento ed espansione continua (distillazione a freddo) del biogas, che permettono di separare il CO2 dal biogas aumentando così la concentrazione di metano (CH4) in questo gas. Si basa sulla conoscenza del punto triplo di ogni componente e delle condizioni in cui può essere raggiunto (T e P). Opera ad alte pressioni.
Separazione mediante membrane. Basata sul principio della permeabilità che presentano i diversi componenti. La permeabilità è la capacità di un materiale di permettere a un flusso di attraversarlo senza alterare la sua struttura interna. Generalmente si utilizzano membrane di tipo a fibre cave. Richiedono alte pressioni.
La tabella 2 mostra la composizione tipica del gas naturale, biogas e biogas arricchito (biometano). Quest'ultimo caso mediante lavaggio con acqua a pressione.
| Componenti | Gas Naturale (%) | Biogas (%) | Biometano (%) |
|---|---|---|---|
| CH4 | 86-93 | 50-75 | 89-98 |
| CO2 | 9,5-13 | 25-50 | 0,5-2 |
| Propano | 0,4 | 0 | 0 |
| Butano | 0,09 | 0 | 0 |
| H2S | 0 | 0-5000 ppm | 0 |
| NH3 | 0 | 0-500 ppm | 0 |
| VH 0 | 0 | 0,1-5 | 0 |
| Particelle Inerti | 0 | > 5μm | 0,1 |
| N2 | 0,68 | 0-14 | 0-5 |
| Silossani | 0 | 0-100 mg/m | 0 |
| HCH | 0 | 0-4000 mg/m2 | 0 |
Tabella 2
La figura 1 mostra il comportamento del costo di investimento stimato in funzione della capacità di trattamento del biogas grezzo per i diversi tipi di tecnologie esistenti per la produzione di biometano.
La figura 2 mostra il grado di introduzione attuale dei diversi tipi di tecnologie di arricchimento del biogas fino alla qualità del gas naturale. Tre tipi di tecniche secondo il grafico sono le più applicate: lavaggio con acqua a pressione, lavaggio chimico e pressione oscillatoria (PSA). Attualmente, grazie allo sviluppo raggiunto nelle prestazioni delle membrane, questa tecnica ha incrementato la sua applicazione in questo settore.
La figura 3 mostra l'applicazione delle tecniche di arricchimento del biogas in diversi paesi. La loro applicazione principale è rivolta alla produzione di biometano per l'immissione in rete.
Arricchimento del biogas. da biogas a gas naturale
Il biogas proveniente da diverse origini costituisce una preziosa materia prima per la produzione di energia, prodotti chimici e biocarburanti. Essendo una fonte di energia rinnovabile è inesauribile, pulita e può essere utilizzata in modo autogestito, permettendo così di pianificarne la produzione e adattarla alle esigenze di consumo. Il suo utilizzo genera una minore contaminazione ambientale e rappresenta un'alternativa valida all'esaurimento ormai evidente delle energie fossili, come il gas naturale e il petrolio, per i quali si osserva già un aumento dei prezzi.
La tendenza attuale si dirige verso la produzione di biogas come sostituto del gas naturale per essere immesso in rete o per uso nel settore automobilistico.
Il gas naturale si trova in natura sottoterra in “sacche di gas”, coperte da strati impermeabili che ne impediscono la fuoriuscita; può anche trovarsi associato al greggio in pozzi petroliferi o in giacimenti esclusivi di gas naturale. Il principale costituente del gas naturale è sempre il metano (CH4), che rappresenta tra l'83 e il 97% del volume totale della miscela. Gli altri idrocarburi gassosi sempre presenti, ma in proporzioni minori, sono etano (C2H6), butano (C4H10) e propano (C3H8). Infine, tra i costituenti diversi dagli idrocarburi si trovano solitamente azoto, anidride carbonica, solfuro di idrogeno, elio e argon.
Lo sviluppo attuale raggiunto nel campo del biogas è arrivato a un punto tale che la tendenza nel suo utilizzo si orienta sempre più a essere il sostituto del gas naturale mediante la produzione di biometano. Sul mercato appaiono diversi tipi di tecnologie per la suddetta trasformazione.