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I sistemi criogenici contano con una configurazione sperimentale applicata a due impianti pilota, con qualche installazione a piena scala attualmente in fase di realizzazione. L’impianto, messo a punto dalla GTS, permette di ottenere biometano particolarmente puro (99% CH ) con perdite dello stesso sull’intera 4 linea minori di 0.5%. Inoltre la CO è separata in forma liquida e con elevato grado di purezza (>99% CO ) risultando così disponibile per utilizzi commer- 2 2 ciali41 . La struttura della linea, organizzata in una configurazione multistadio piuttosto articolata, comprende le fasi seguenti: • disidratazione e raffreddamento del biogas in un’unità filtrante; • compressione bi-stadio fino a circa 18-25 bar; • raffreddamento a T=-25°C per la separazione di eventuali contaminanti organici, dei Siloxani e dell’acqua residua; • rimozione dell’H S tramite reazione catalitica su apposito filtro con ossidi di ferro; 2 • separazione della CO per liquefazione in due stadi: nel primo, il gas viene raffreddato a temperature tra -50 / -59°C, con conseguente liquefazione del 2 30-40% della CO presente, con la quantità residua separata come solido nel secondo stadio, nel quale come fluido refrigerante può essere utilizzata la CO 2 2 liquefatta. La separazione di CO in fase solida comporta la necessità di un processo discontinuo, che richiede l’utilizzo di due colonne in parallelo, di cui una 2 in esercizio e l’altra in rigenerazione (riscaldamento per la liquefazione della CO separata). 2 I consumi energetici dell’impianto variano nell’intervallo compreso tra 0,18 - 0.25kWh /mn 3 42 . Considerazioni comparative Indicatori tecnici I principali elementi di carattere tecnico ed operativo dei sistemi di depurazione e raffinazione disponibili, adottabili quali indicatori delle prestazioni generali per definirne il contesto comparativo, sono riportati in Tabella 3.13. I parametri utilizzati, tanto di natura strettamente quantitativa che qualitativa, sono quelli ritenuti più significativi per sintetizzare i principali aspetti impiantistici convenzionali (condizioni operative generali, prestazioni, consumi di energia, calore e reagenti) nonchè le implicazioni ambientali, sostanzialmente tracciabili dalle perdite atmosferiche di metano. Sono altresì considerate talune caratteristiche intrinseche dei processi, quali la possibilità di rigenerazione dei reagenti, la produzione di flussi gassosi riutilizzabili, la complessità delle linee e la loro diffusione commerciale, utili nel contribuire, insieme agli indicatori tecnici più convenzionali, alla valutazione complessiva dei sistemi. 41 J. De Pater “Upgrading using cryogenic technology; the GPP®-system-Presentation” ISET 2008 - Documentazione tecnica reperibile in www.gastreatmentservices.com 42 J. De Pater “Upgrading using cryogenic technology; the GPP®-system-Presentation” ISET 2008 63
I consumi di energia elettrica costituiscono uno degli elementi più importanti delle caratteristiche operative dei sistemi. I dati disponibili al riguardo, al netto delle richieste per l’eventuale compressione del gas per l’immissione in rete, ne indicano valori sostanzialmente allineati per le tecnologie di lavaggio con acqua (con rigenerazione), PSA e lavaggio fisico con solvente, compresi nell’intervallo 0,25-0,33 kWh/mn3 biogas grezzo44 . Negli impianti di lavaggio, tanto con acqua che con solvente, i consumi elettrici sono dovuti principalmente alle esigenze delle pompe di circolazione del liquido, delle pompe a bassa pressione, del sistema di ventilazione per la circolazione dell’aria di strippaggio e del sistema di raffreddamento. Per gli impianti PSA, viceversa, i consumi sono legati alle esigenze di compressione e di vuoto richiesti alternativamente dalle fasi di esercizio e rigenerazione delle colonne45 . Rispetto alle tecnologie precedenti, i sistemi di lavaggio chimico presentano consumi elettrici inferiori, compresi nell’intervallo 0,12-0,15 kWh/mn3 biogas grezzo, come diretta conseguenza dell’esercizio a pressione atmosferica delle colonne: tale riduzione è parzialmente compensata dall’apporto termico necessario alla rigenerazione del solvente46 . 64 Parametri Assorbimento con acqua Assorbimento con solventi organici Lavaggio con ammine CH 4 nel gas prodotto (%) >97 >96 >99 >96 Perdite CH (%) 4 2-3 2-4
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