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Reattore di metanazione del biogas
Emanuele Moioli - AIDIC - Associazione Italiana Di Ingegneria Chimica
Julia Witte, Kanadevia Inova
Kanadevia Inova AG (KVI) ha sviluppato un reattore proprietario per la metanazione del biogas (o della CO2). Il primo esempio di questa tecnologia è stato messo in funzione nel 2022 a Gabersdorf (Austria). La tecnologia consente di convertire H2 e biogas in gas naturale rinnovata, che può essere iniettato direttamente nella rete del gas naturale. La tecnologia rappresenta un progresso significativo nella transizione verso l'esclusione del carbonio fossile dalle reti del gas naturale. Svolge un ruolo cruciale nell'integrazione di tecnologie proprietarie, come la digestione anaerobica e l'elettrolisi dell'acqua, in una strategia globale a zero emissioni.
Il gruppo Kanadevia Inova (KVI) ha sviluppato una nuova tecnologia per la metanazione del biogas. Il biogas è composto principalmente da anidride carbonica (CO2) e metano (CH4).
La valorizzazione del biogas richiede la rimozione o la conversione della CO2 per aumentare il contenuto di CH4 e raggiungere i severi requisiti per l'iniezione nella rete del gas naturale.
KVI possiede tecnologie per la rimozione della CO2 dal biogas (ad esempio, separazione a membrana e scrubbing con ammina), ma mancava ancora una tecnologia per la conversione della CO2 per aumentare la produttività in CH4. La chiave della tecnologia è la reazione di metanazione della CO2, che segue la formula:
CO2 + 4H2 ?? CH4 + 2H2O
La reazione richiede idrogeno (H2) per procedere, che può essere prodotto in modo sostenibile mediante elettrolisi dell'acqua.
La reazione è fortemente esotermica, il che significa che nel reattore viene prodotta una quantità significativa di calore.
Un'efficiente rimozione del calore è essenziale per evitare temperature troppo elevate che potrebbero danneggiare il reattore e i suoi componenti, mantenendo al contempo basse temperature ottimali per la massima produttività.
Infatti, a causa dell'equilibrio termodinamico, la resa di reazione è sufficientemente elevata solo a temperature inferiori a 300 ?C.
La tecnologia KVI utilizza un reattore a piastre per migliorare il trasferimento di calore nel reattore e garantire un controllo della temperatura sufficientemente preciso per l'applicazione. Il reattore a piastre ha un'ampia superficie, grazie al suo design.
L'ampia superficie del tipo a piastra è solo una delle caratteristiche principali di questo prodotto. Grazie alla struttura del reattore, è possibile raffreddarlo con acqua bollente, che circola con un meccanismo di convezione naturale.
Questo è un grande vantaggio rispetto ad altre tecnologie di metanazione, in quanto non richiede parti in movimento, riducendo così la necessità di manutenzione di tali parti.
Inoltre, il raffreddamento con acqua bollente consente un controllo della temperatura estremamente preciso, poiché la temperatura del reattore è regolata dalla pressione nel ciclo dell'acqua bollente.
Il cuore del reattore è il catalizzatore per la metanazione del biogas.
È stato sviluppato da Kanadevia Corporation e dimostra eccellenti prestazioni e stabilità nella reazione, nonché un'elevata attività anche a basse temperature. In particolare, il catalizzatore produce selettivamente CH4 da CO2 già a 230 ?C con una resa in CH4 superiore al 98%.
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La valorizzazione del biogas richiede la rimozione o la conversione della CO2 per aumentare il contenuto di CH4 e raggiungere i severi requisiti per l'iniezione nella rete del gas naturale.
KVI possiede tecnologie per la rimozione della CO2 dal biogas (ad esempio, separazione a membrana e scrubbing con ammina), ma mancava ancora una tecnologia per la conversione della CO2 per aumentare la produttività in CH4. La chiave della tecnologia è la reazione di metanazione della CO2, che segue la formula:
CO2 + 4H2 ?? CH4 + 2H2O
La reazione richiede idrogeno (H2) per procedere, che può essere prodotto in modo sostenibile mediante elettrolisi dell'acqua.
La reazione è fortemente esotermica, il che significa che nel reattore viene prodotta una quantità significativa di calore.
Un'efficiente rimozione del calore è essenziale per evitare temperature troppo elevate che potrebbero danneggiare il reattore e i suoi componenti, mantenendo al contempo basse temperature ottimali per la massima produttività.
Infatti, a causa dell'equilibrio termodinamico, la resa di reazione è sufficientemente elevata solo a temperature inferiori a 300 ?C.
La tecnologia KVI utilizza un reattore a piastre per migliorare il trasferimento di calore nel reattore e garantire un controllo della temperatura sufficientemente preciso per l'applicazione. Il reattore a piastre ha un'ampia superficie, grazie al suo design.
L'ampia superficie del tipo a piastra è solo una delle caratteristiche principali di questo prodotto. Grazie alla struttura del reattore, è possibile raffreddarlo con acqua bollente, che circola con un meccanismo di convezione naturale.
Questo è un grande vantaggio rispetto ad altre tecnologie di metanazione, in quanto non richiede parti in movimento, riducendo così la necessità di manutenzione di tali parti.
Inoltre, il raffreddamento con acqua bollente consente un controllo della temperatura estremamente preciso, poiché la temperatura del reattore è regolata dalla pressione nel ciclo dell'acqua bollente.
Il cuore del reattore è il catalizzatore per la metanazione del biogas.
È stato sviluppato da Kanadevia Corporation e dimostra eccellenti prestazioni e stabilità nella reazione, nonché un'elevata attività anche a basse temperature. In particolare, il catalizzatore produce selettivamente CH4 da CO2 già a 230 ?C con una resa in CH4 superiore al 98%.
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Fonte: La Termotecnica ottobre 2024
Settori: Ambiente, Analisi, abbattimento e Controllo emissioni, Bioenergia, Biogas, Biometano, Cambiamento climatico, Chimica, Combustibili, Efficienza energetica industriale, GAS, Idrogeno, Rinnovabili, Termotecnica industriale
Parole chiave: Biogas, Digestori anaeroobici, Elettrolizzatori, Idrogeno, Rete gas, Termotecnica, Zero emissioni
