Bio.Ret.E. - Fondazione Politecnico di Milano

Trattamenti di raffinazione del biogas
Indirizzati sostanzialmente alla rimozione della CO , i sistemi di raffinazione dispongono di alternative tecnologiche basate sui seguenti processi:
• assorbimento fisico (con acqua o con soluzioni organiche);
• assorbimento chimico con soluzione amminica;
• adsorbimento con processo PSA;
• separazione con membrane;
• trattamenti criogenici.
Allo stato attuale, gli impianti di assorbimento ed adsorbimento costituiscono le soluzioni più collaudate ed, in quanto tali, di maggior diffusione nella pratica
commerciale, mentre le membrane ed i processi criogenici rappresentano alternative di particolare interesse ma con esperienze che si limitano alla loro valutazione
alla scala sperimentale in impianti pilota.
Assorbimento fisico con acqua
Il processo ottiene la separazione contestuale di CO e H S dal flusso gassoso sfruttando la maggiore solubilità in acqua di tali composti rispetto a quella
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del CH . Lo schema del processo (Figura 3.1 e Figura 3.2) prevede la compressione del biogas grezzo (7-10 bar) e l’alimentazione al fondo di una colonna
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alimentata in testa con acqua, riempita con materiali di supporto per aumentare la superficie di contatto gas/liquido e migliorare lo scambio tra le fasi. Il gas,
che transita in controcorrente all’interno della colonna stessa, si impoverisce progressivamente delle componenti solubili, trasferite nella fase liquida, con le
concentrazioni di CO e H S che diminuiscono lungo il percorso di risalita e, contestualmente, aumentano quelle di metano. I flussi uscenti dalla torre sono
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così costituiti, rispettivamente, dal biogas arricchito in metano e saturo di umidità e dalla soluzione acquosa esausta, contenente i gas assorbiti. Per raggiungere
le caratteristiche chimico-fisiche richieste dai successivi utilizzi, il gas va sottoposto ad un trattamento finale di disidratazione ed eventuale rimozione di tracce
residue di H S, ottenibili con i sistemi ausiliari già illustrati in precedenza. Gli spurghi liquidi dalla colonna, oltre alla CO ed all’H S rimossi, contengono
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tracce di metano solubilizzato: al fine di contenerne le perdite di processo, essi vengono alimentati in una colonna flash nella quale, con un rapido abbassamento
della pressione (2 bar), si favorisce lo strippaggio dei gas disciolti, con il flusso prodotto che viene ricircolato in ingresso alla colonna di lavaggio.
Con tali tecniche si riescono a contenere le perdite di metano sull’intera linea nell’ordine del 2%.
Il sistema conta con due distinte configurazioni impiantistiche commerciali, la cui sostanziale differenza risiede nella presenza o meno della rigenerazione
degli spurghi liquidi:
Impianti senza ricircolo d’acqua: senza unità di rigenerazione (Figura 3.1), richiedono un flusso continuo di acqua pulita, con la soluzione di lavaggio in
uscita dalla colonna flash, che, ancora contaminata da presenze di CO ed H S, deve essere inviata a smaltimento controllato. Configurazioni di questo tipo,
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più semplici e con minori consumi di energia rispetto a quelle con rigenerazione, sono adottate principalmente negli impianti di depurazione delle acque
reflue, in cui si tratta biogas generato dalla digestione anaerobica dei fanghi e dove sono disponibili flussi continui di acqua per alimentare la torre di lavaggio
e capacità di trattamento degli spurghi liquidi.
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