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La tecnologia ETW Smart Cycle® PSA in upgrading
La tecnologia ETW Smart Cycle® PSA per upgrading a a biometano del biogas da digestione anaerobica
Stagni Sergio - Ranieri Tonissi
Sommario
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA per upgrading a a biometano del biogas da digestione anaerobica: un nuovo approccio costruttivo modulare per impianti ?overseas?. L'esperienza TONISSIPOWER con ETW in upgrading.
Nuovo impianto biometano ETW SmartCycle®
Nell'aprile 2018, il costruttore di impianti energetici ETW Energietechnik di Moers ha installato il suo primo impianto "francese" di upgrading biogas a Scherwiller in Francia, su un impianto Rytec.
L'impianto, in funzione da metà aprile, consiste in un modello compatto del sistema di upgrading biogas ETW SmartCycle® PSA sviluppato da ETW.
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA - come funziona
L'adsorbimento è il fenomeno chimico-fisico di accumulo di una o più sostanze fluide (liquide o gassose) - adsorbato - sulla superficie di un condensato (solido o liquido) - adsorbente - attraverso la capacità delle specie chimiche (molecole, atomi o ioni) di instaurare tra loro un'interazione di tipo chimico-fisico (forze di Van der Waals o legami chimici intermolecolari) sulla superficie di separazione tra due diverse fasi.
Materiale adsorbente scelto in base affinità specifica con il soluto da adsorbire e dimensioni dei pori:
- gel di silice;
- Allumina;
- Zeoliti;
- Argilla;
- Carbone attivo;
- Resine;
- Polimeri.
Le operazioni di adsorbimento avvengono tramite cicli successivi di adsorbimento e desorbimento.
Tale fase di desorbimento, detta "rigenerazione", ha lo scopo di rinnovare la fase solida granulare, depurandola dal soluto adsorbito.
La rigenerazione può essere svolta:
- Per variazione termica (thermal swing o temperature swing): aumentando la temperatura;
- Per variazione di pressione (pressure swing): diminuendo la pressione.
Dall'alto verso il basso bassa capacità legame/ alta capacità legame:
- Idrogeno;
- Ossigeno;
- Argon;
- Azoto;
- Monossido di Carbonio:
o Metano;
o Biossido di Carbonio.
- Etano;
- Etilene;
- Propano;
- Butano;
- Propilene;
- Ammoniaca;
- Idrogeno solforato;
- Sulfuri;
- Tioli Mercaptani;
- BTX Benzene Toluene Xilene;
- Stirene;
- Acqua.
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA - caratteristiche e benefici
In evidenza
Processo totalmente "a secco", robusto, affidabile, privo di consumabili, nessun rischio biologico o chimico da dispersione in ambiente.
Tecnologia consolidata e affidabile in uso da oltre 40 anni nell'industria dei gas.
Affidabilità funzionamento > 99%.
Costi operativi estremamente ridotti, nessuna necessità di sostituzione materiale di consumo.
Telecontrollo e telegestione con possibilità di automatizzare totalmente il processo e i controlli per impianti non presidiati.
Potenzialità di upgrading da 250 a 10.000 Nm3/h.
Flessibilità produttiva da 35 % a 110 % del potenziale nominale senza compromessi sulla qualità del prodotto.
Processo produttivo in continuo.
Controllo totale tempi di ciclo - principio "fisarmonica".
Controllo totale purezza biometano prodotto.
Energia termica disponibile da raffreddamento compressori e trattamento off-gas.
Letto molecolare - rigenerativo e facilmente reperibile;
Impurità - assenza di accumulo nel setaccio molecolare;
Costo significativamente basso - su totale capex < 10%;
Processo - insensibile a fluttuazioni biogas ingresso.
Efficiency rating A+
A partire da 0,146 kWh / Nm3 fabbisogno Energia di processo.
A partire da 0,168 kWh / Nm3 da biogas grezzo dal digestore a immissione in rete e trattamento off-gas risultante.
Al confronto con fabbisogno energetico di tecnologie ?concorrenti?.
0,24 ÷ 0,32 kWh / Nm3.
Per un anno di funzionamento con 500 Nm3 biogas grezzo.
> 65.000 ? minori costi energetici da sostenere.
Nell'aprile 2018, il costruttore di impianti energetici ETW Energietechnik di Moers ha installato il suo primo impianto "francese" di upgrading biogas a Scherwiller in Francia, su un impianto Rytec.
L'impianto, in funzione da metà aprile, consiste in un modello compatto del sistema di upgrading biogas ETW SmartCycle® PSA sviluppato da ETW.
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA - come funziona
L'adsorbimento è il fenomeno chimico-fisico di accumulo di una o più sostanze fluide (liquide o gassose) - adsorbato - sulla superficie di un condensato (solido o liquido) - adsorbente - attraverso la capacità delle specie chimiche (molecole, atomi o ioni) di instaurare tra loro un'interazione di tipo chimico-fisico (forze di Van der Waals o legami chimici intermolecolari) sulla superficie di separazione tra due diverse fasi.
Materiale adsorbente scelto in base affinità specifica con il soluto da adsorbire e dimensioni dei pori:
- gel di silice;
- Allumina;
- Zeoliti;
- Argilla;
- Carbone attivo;
- Resine;
- Polimeri.
Le operazioni di adsorbimento avvengono tramite cicli successivi di adsorbimento e desorbimento.
Tale fase di desorbimento, detta "rigenerazione", ha lo scopo di rinnovare la fase solida granulare, depurandola dal soluto adsorbito.
La rigenerazione può essere svolta:
- Per variazione termica (thermal swing o temperature swing): aumentando la temperatura;
- Per variazione di pressione (pressure swing): diminuendo la pressione.
Dall'alto verso il basso bassa capacità legame/ alta capacità legame:
- Idrogeno;
- Ossigeno;
- Argon;
- Azoto;
- Monossido di Carbonio:
o Metano;
o Biossido di Carbonio.
- Etano;
- Etilene;
- Propano;
- Butano;
- Propilene;
- Ammoniaca;
- Idrogeno solforato;
- Sulfuri;
- Tioli Mercaptani;
- BTX Benzene Toluene Xilene;
- Stirene;
- Acqua.
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA - caratteristiche e benefici
In evidenza
Processo totalmente "a secco", robusto, affidabile, privo di consumabili, nessun rischio biologico o chimico da dispersione in ambiente.
Tecnologia consolidata e affidabile in uso da oltre 40 anni nell'industria dei gas.
Affidabilità funzionamento > 99%.
Costi operativi estremamente ridotti, nessuna necessità di sostituzione materiale di consumo.
Telecontrollo e telegestione con possibilità di automatizzare totalmente il processo e i controlli per impianti non presidiati.
Potenzialità di upgrading da 250 a 10.000 Nm3/h.
Flessibilità produttiva da 35 % a 110 % del potenziale nominale senza compromessi sulla qualità del prodotto.
Processo produttivo in continuo.
Controllo totale tempi di ciclo - principio "fisarmonica".
Controllo totale purezza biometano prodotto.
Energia termica disponibile da raffreddamento compressori e trattamento off-gas.
Letto molecolare - rigenerativo e facilmente reperibile;
Impurità - assenza di accumulo nel setaccio molecolare;
Costo significativamente basso - su totale capex < 10%;
Processo - insensibile a fluttuazioni biogas ingresso.
Efficiency rating A+
A partire da 0,146 kWh / Nm3 fabbisogno Energia di processo.
A partire da 0,168 kWh / Nm3 da biogas grezzo dal digestore a immissione in rete e trattamento off-gas risultante.
Al confronto con fabbisogno energetico di tecnologie ?concorrenti?.
0,24 ÷ 0,32 kWh / Nm3.
Per un anno di funzionamento con 500 Nm3 biogas grezzo.
> 65.000 ? minori costi energetici da sostenere.
Cosa si intende per "upgrading" del biogas?
La tecnologia ETW - Smart Cycle® PSA per upgrading a biometano del biogas da digestione anaerobica.
L'upgrading del biogas a biometano è una tecnologia di grande interesse in ambito nazionale ed internazionale.
Il biogas viene generato dal processo di digestione anaerobica ed è una miscela gassosa composta da metano, anidride carbonica e tracce di altri gas.
Un nuovo approccio costruttivo modulare per impianti ?overseas?.
Soluzioni modulari 950 ÷ 1.950 Nm3/h S - M - L
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Fonte: mcTER Bioenergia Web Edition giugno 2021 Biometano e bioenergie: attualità, incentivi e prospettive di filiera verso il green deal
Settori: Ambiente, Biocarburanti, Bioenergia, Biogas, Biometano, Cogenerazione, Combustibili, Efficienza energetica industriale, Energia, GAS, Inquinamento, Rinnovabili
Mercati: Agricoltura e Allevamenti, Aria e Gas, Finanziamenti e Assicurazioni, Inquinamento, Trasporti e Automotive
Parole chiave: Bioenergia, Biogas, Biometano, Digestori anaeroobici, Green New Deal, Tecnologie di upgrading
