Bio.Ret.E. - Fondazione Politecnico di Milano

tori della reazione di ossidazione dell’acido solfidrico in zolfo elementare. Nel caso dell’applicazione di carboni additivati con ioduro di potassio, la rimozione
è così schematizzabile:
O2 + 6KI + 2H 2 O D 4KOH + 2 [I 2 ∙KI]
2 [I 2 ∙KI] + 2H 2 S + 4KOH D 1/4S 8 + 2H 2 O + 6KI
Le condizioni ottimali del processo, che prevede l’aggiunta di ossigeno (aria) al biogas prima dell’alimentazione nel letto di adsorbente, richiedono pressioni
di 7-8 bar e temperature di 50-70°C. (6). Una volta saturato dallo zolfo il carbone può essere rigenerato tramite esposizione ad aria; spesso però si utilizzano
letti di carbone a perdere che vengono sostituiti quando saturi. Il processo è di larga diffusione nelle linee di purificazione del biogas (lavaggio chimico e fisico
con PEG, PSA, trattamento criogenico) che richiedono un pre-trattamento di rimozione dell’H S. Nei sistemi di conversione chimica, il trattamento utilizza
2
materiale di supporto rivestito di ossido di ferro, che rimuove l’H S per formazione di solfuro di ferro. La reazione, debolmente endotermica, richiede tem-
2
perature comprese tra 25-50°C, e può inoltre essere facilmente invertita per ridare FeO attraverso un processo di ossidazione, condotto esponendo il materiale
ad un flusso d’aria, con conseguenti possibilità di rigenerazione del supporto (4). Pertanto, il sistema è di norma configurato su due letti in parallelo operativi,
alternativamente, in esercizio ed in rigenerazione (3). Il processo presenta efficienze di rimozione superiori al 99% per biogas moderatamente ricchi in H S, 2
mentre per concentrazioni iniziali di H S elevate (superiori a 5000 ppm) garantisce concentrazioni inferiori a 100 ppm nel gas depurato. Tecnologie di questo
2
tipo sono relativamente diffuse e contano con numerosi esempi di applicazioni commerciali alcune delle quali, sviluppate per il settore del biogas da discarica,
sono in grado di rimuovere contestualmente anche i silossani. I trattamenti biologici prevedono applicazioni che, sfruttando gli stessi microrganismi ossidanti
utilizzati negli interventi diretti già descritti, realizzano il processo in unità di biofiltrazione dedicate. Il biofiltro è costituito da un reattore riempito con
supporti in plastica sui quali si sviluppano i micro-organismi sottoforma di pellicola biologica, ed al cui interno transitano in controcorrente il biogas, che
scorre ascendente, ed un flusso di acqua alimentata dall’alto. Una percentuale di aria del 5-10% deve essere miscelata al biogas grezzo per soddisfare le esigenze
della biomassa (4). Sistemi di questo tipo, relativamente diffusi nella processistica per il trattamento di emissioni maleodoranti, contano importanti esempi di
applicazione in alcune linee di raffinazione per la produzione di biometano, con tecnologie integrate per il trattamento simultaneo degli spurghi liquidi dei
processi di assorbimento utilizzati nel sistema per la rimozione della CO (7,8).
2
Rimozione dell’umidità
Il biogas grezzo esce dal reattore anaerobico in condizioni di saturazione, rendendo necessari opportuni trattamenti per la rimozione dell’umidità. Le tecniche
applicabili per l’operazione sono le seguenti:
• raffreddamento: la temperatura del flusso gassoso viene abbassata in uno scambiatore di calore e l’umidità così condensata separata con opportune trappole.
Per migliorare l’efficienza della separazione, il raffreddamento viene talvolta integrato con la compressione del gas prima del suo ingresso nello scambiatore;
• adsorbimento su opportuni agenti disidratanti (gel di silice, ossidi di alluminio). Il biogas attraversa una colonna riempita di materiale adsorbente selettivo
nei confronti del vapor d’acqua, successivamente rigenerabile in loco: in quest’ultimo caso, i sistemi sono configurati con due colonne in parallelo, soggette a
cicli di funzionamento alternativo (esercizio, rigenerazione). Le colonne possono lavorare sia a pressione atmosferica che in pressione, con differenti modalità
di rigenerazione: nel primo caso, essa è condotta con un flusso d’aria in depressione mentre nel secondo si utilizza di norma una parte del gas disidratato,
mantenendo la colonna a pressione atmosferica (4).
• assorbimento in glicole o sali igroscopici, condotto in una colonna riempita con granuli di reagente attraversata dall’alto verso dal gas umido.
Il processo non è rigenerativo (4).
Rimozione del particolato
Il biogas grezzo può contenere polveri trascinate dal flusso nonchè, occasionalmente, anche goccioline di olio motore proveniente dai compressori. Il materiale
può essere separato con relativa facilità tramite tecniche di filtrazione meccanica (trappole, filtri di varia tipologia).
43