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Figura 3.9: Rappresentazione schematica di un impianto di depurazione e purificazione del biogas a membrane ad alta pressione (14) Vantaggi Svantaggi Nessun consumo d’acqua nè di reagenti chimici Necessità pre-trattamenti biogas Rimozione contestuale di H S e CO Alti costi di investimento 2 2 Tecnologia semplice e compatta Consumi di energia elettrica Perdite di metano consistenti (
I sistemi a bassa pressione si basano sull’utilizzo di una membrana microporosa idrofobica i cui lati sono lambiti, rispettivamente, dalla fase gassosa da trattare e da una soluzione liquida che scorrono in direzioni opposte. Il processo avviene a pressione atmosferica, con i gas che attraversano la membrana che vengono allontanati per dissoluzione nel liquido. Quest’ultimo è costituito, per la rimozione dell’H2S, da soluzioni di soda o di miscele commerciali brevettate (Coral®), suscettibili di rigenerazione in loco. Per la CO si adottano soluzioni amminiche, rigenerabili anch’esse per via termica: il flusso ottenuto dalla rigenerazione è 2 particolarmente puro, e può pertanto trovare collocazione in diversi processi industriali. Il processo permette di ottenere concentrazioni di metano nel biogas superiori al 96% (5). Le sue principali caratteristiche distintive sono riassunte in Tabella 3.11. Tabella 3.11: Caratteristiche distintive dei sistemi a membrane a bassa pressione Processi criogenici Il principio della separazione criogenica è costituito dalla differenza tra le temperature di ebollizione del metano (-160°C a Patm) e della CO (-78°C a Patm): 2 raffreddando il biogas ad elevate pressioni è dunque possibile separare la CO come liquido 2 22 . Il processo prevede la compressione del biogas grezzo ed il suo successivo raffreddamento tramite passaggio in una serie di scambiatori di calore, seguiti da una fase di espansione finale in turbina, che provocano la condensazione della CO , che viene separata in fase liquida e può quindi essere avviata all’utilizzo industriale. Dopo la separazione della CO il flusso residuo può 2 2 essere ulteriormente raffreddato, per ottenere anche la condensazione del metano e la sua conseguente produzione come liquido. Il sistema richiede adeguati pretrattamenti del biogas grezzo per la rimozione di umidità ed idrogeno solforato. La tecnologia è in fase sperimentale e ad oggi è stata applicata in pochi impianti alla scala pilota: la Tabella 3.12 ne sintetizza le consuete caratteristiche distintive. 56 Vantaggi Svantaggi CO separata pura (recupero) 2 Necessità pre-trattamenti biogas Processo a pressione ambiente Consumi di calore per rigenerazione permeati Tecnologia in fase sperimentale Tabella 3.12: Caratteristiche distintive dei sistemi di trattamento criogenico. Vantaggi Svantaggi Elevate qualità biogas prodotto Necessità pre-trattamenti biogas Separazione CO liquida e pura (recupero) 2 Consumi energetici elevati Nessun consumo di acqua o reagenti chimici Complessità processistica Impianto compatto Elevati costi di investimento Processo in fase di sperimentazione 22 M. Persson, O. Jonsson, “Biogas upgrading to vehicle fuel standards and grid injection”, IEA Bioenergy Task 37, 2006
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