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Figura 3.4 : Rappresentazione schematica di un sistema di assorbimento con solvente organico (11) Alla scala reale il processo, pur basato su tecnologia ampiamente consolidata in molti settori industriali, conta con applicazioni relativamente nella purificazione del biogas. I principali elementi processistici ed operativi che caratterizzano il trattamento sono riassunti in Tabella 3.7. Vantaggi Svantaggi Impianti compatti Necessità pre-trattamenti Assenza di consumi d’acqua Consumi energetici elevati per rigenerazione Rigenerazione soluzione solvente Utilizzo sostanze chimiche Perdite di metano tra 2-4% Elevate pressioni operative Tabella 3.7: Caratteristiche distintive dei sistemi di assorbimento fisico con solvente organico.   49
Assorbimento chimico con soluzioni amminiche L’operazione di assorbimento in colonna può essere condotta utilizzando un reagente chimico in grado di incrementare, rispetto alla dissoluzione puramente fisica, la rimozione della CO attraverso reazione chimica (assorbimento chimico). I reagenti utilizzati allo scopo sono generalmente costituiti da soluzioni 2 alcaline di ammine, quali: Mono-etanol-ammina (MEA) e dimetil-etanol-ammina (DMEA). Un esempio di configurazione del processo, generalmente simile a quelle dei sistemi di lavaggio fisico, è riportata in Figura 3.5. Il biogas grezzo e la soluzione chimica sono alimentati in controcorrente in una colonna di assorbimento, lungo la quale avviene progressivamente la reazione tra CO e MEA o DMEA a 2 bassa pressione e a temperature di circa 40°C. I reagenti sono altamente selettivi nei confronti dell’anidride carbonica permettendo così di raggiungere elevate concentrazioni di metano (99%) nel biogas prodotto, con perdite dello stesso decisamente contenute (0,1% circa). Il biogas in uscita dalla colonna va usualmente disidratato prima dell’immissione in rete, mentre il gas grezzo richiede, a monte della colonna, opportuni pretrattamenti per la rimozione dell’idrogeno solforato e dell’umidità, quest’ultima finalizzata a garantire caratteristiche costanti della soluzione di ammine. La soluzione chimica esausta allo scarico della colonna viene rigenerata in un processo che utilizza calore e vapore, con conseguenti consumi energetici non trascurabili; il processo di rigenerazione degrada altresì progressivamente la soluzione, che deve essere sostituita saltuariamente (circa 1 volta all’anno in impianti in esercizio alla scala reale). Un’altra causa di degradazione del reagente è riconducibile all’ossidazione della soluzione amminica operata da presenze di ossigeno e composti ossidati nel biogas grezzo, con conseguente formazione di aldeidi volatili e acidi organici ad alto peso molecolare che contaminano la soluzione. I principali elementi processistici ed operativi che caratterizzano il trattamento sono riassunti in Tabella 3.8. 50 Vantaggi Svantaggi Impianti compatti Necessità pre-trattamenti del biogas grezzo Assenza di consumi d’acqua Richieste energetiche per la rigenerazione della soluzione amminica Rigenerazione della soluzione assorbente Utilizzo sostanze chimiche Ottima qualità del biogas ottenuto (CH > 99%) 4 Perdite di metano molto contenute (< 0.1%) Possibile recupero CO separata 2 Pressioni di esercizio contenute Tabella 3.8: Caratteristiche distintive dei sistemi di assorbimento chimico con ammine
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