IMPIANTI BIOGAS e UPGRADING

Il biogas ricavato da un processo di biodigestione è composto generalmente da:

  • 50-80% metano
  • 15-45% anidride carbonica
  • 5% altri gas (soprattutto idrogeno e azoto)

Questa miscela viene convogliata attraverso il nostro impianto e qui viene pulita e raffinata.

Il gas che esce dopo il trattamento è una miscela con il 99,7% di CH4 e viene quindi definito biometano.

IMPIANTO DI PRODUZIONE METANO LIQUIDO da BIOGAS

La tecnologia della produzione di BIOGAS, mediante biodegradazione della sostanza organica presente nelle biomasse è attualmente una tecnologia nota ed affidabile. Il BIOGAS così prodotto viene utilizzato, nella maggiore parte dei casi, come combustibile di motori a gas per la produzione di energia elettrica.

Il BIOGAS è normalmente costituito da una miscela di metano (CH4), anidride carbonica (CO2), azoto (N2), vapore d’acqua (H2O), tracce di acido solfidrico (H2S).

Per ottenere metano liquefabile è necessario trattare il BIOGAS in modo da eliminare tutti i componenti che non siano metano.

Le società AERIDES insieme ad altri esperti del settore ha studiato, progettato, e realizzato un impianto che produce BIOMETANO con la sufficiente purezza per essere poi liquefatto.

DESCRIZIONE SOMMARIA DEL PROCESSO

 Gli impianti per la produzione di BIOMETANO sono progettati per essere installati in combinazione con sistemi di produzione di BIOGAS che utilizzano la “digestione anaerobica”, (biodegradazione della sostanza organica presente nelle biomasse).

Lo scopo dell’impianto proposto è la produzione di metano liquido ricavato da biogas.

La liquefazione del metano è possibile solo il metano ha un elevato grado di purezza, pertanto il biogas prodotto dai digestori deve essere sottoposto ad un trattamento di purificazione, per provvedere alla rimozione dei contaminanti in esso contenuti.

 Il biogas all’ uscita del sistema di digestori è normalmente costituito da una miscela di metano, anidride carbonica, ammoniaca, acido solfidrico, acqua.

Questa descrizione tecnica è relativa, a titolo di esempio, ad un impianto che produce circa 300 Sm3/h di metano quindi circa 500 Sm3/h di biogas.

Quindi una possibile composizione del biogas potrebbe essere: 

CH4: 60 %        metano
CO2: 35 %        anidride carbonica
NH3: 4%            ammoniaca
H2S: tracce        acido solfidrico
H20: 1 %            acqua

PROCESSO PROPOSTO

Il processo che è sviluppato dall’impianto proposto prevede a valle dei digestori le seguenti fasi di processo:

Fase di purificazione

  • Separazione gas/acqua
  • Estrazione dal biogas dell’acido solfidrico (H2S)
  • Compressione del biogas fino a 12 bar
  • Separazione dell’anidride carbonica e dell’ammoniaca dal biogas tramite membrane semipermeabili
  • Disidratazione con setacci molecolari
  • Decarbonazione con setacci molecolari.

Al termine della purificazione il biogas si è trasformato in biometano essendo costituito da metano praticamente puro (99%); in queste condizioni il metano è liquefabile.

Sono disponibili due tecnologie differenti per ottenere la liquefazione:

  • Scambio termico diretto;
  • Compressione ed espansione.

Il primo sistema è adatto a produzioni fino a 150 Sm3/h, e necessita di grandi quantitativi di azoto liquido e quindi i costi di produzione dipendono dal valore di mercato dell’azoto. Il secondo è adatto a produzioni superiori ed ha un consumo elettrico importante.

Per questo impianto si è scelto il sistema a compressione ed espansione che non dipende dalla fornitura di azoto liquido e dà maggiori garanzie dal punto di vista dei costi di gestione.

DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO PROPOSTO

Si prevede di trattare 500 Sm3/h di biogas che possono dare fino a 300 Sm3/h di metano corrispondenti a 7.200 Sm3/g che daranno circa 5100 kg/g di metano liquido.

Apparecchiature presenti nell’impianto

L’impianto di produzione BIOMETANO liquido è costituito da due parti in sequenza:

  • La Purificazione del BIOGAS per ottenere BIOMETANO;
  • La Liquefazione del BIOMETANO.

Le principali apparecchiature presenti nella parte di impianto di purificazione sono:

  • Un separatore
  • Due filtri orizzontali dotati di carboni attivi con cartucce filtranti sostituibili
  • Un compressore (22 kW di potenza elettrica installata)
  • Un sistema di filtrazione a membrane
  • Due colonne di disidratazione a setacci molecolari
  • Due colonne di decarbonazione a setacci molecolari
  • Due filtri

Le principali apparecchiature presenti nella parte d’impianto di liquefazione a compressione/espansione, sono:

  • Un compressore pluristadio principale (75 kW di potenza installata)
  • Un chiller
  • Una valvola di laminazione ad effetto Joule-Thomson
  • Un compressore di ricircolo per la fase gassosa non liquefatta
  • Un separatore che separa la fase gassosa dalla fase liquida del metano.
  • Un serbatoio di raccolta e stoccaggio di metano liquido