Aspetti qualificanti impianti biogas ROTA GUIDO
1. CARICAMENTO DELLA FRAZIONE LIQUIDA CON POMPE E REGOLATORI DI PORTATA
Al fine di ottenere la maggiore produzione possibile di biogas, relativamente all’alimentazione del digestore è consigliabile che lo stesso venga alimentato con liquami “freschi” e che la qualità della biomassa sia integra nella sua struttura energetica. Si dovranno quindi adottare tutti gli accorgimenti più opportuni per evacuare il più velocemente possibile i liquami dai ricoveri zootecnici nei quali sono stati prodotti. Tali deiezioni zootecniche liquide vengono convogliate ad una apposita vasca di raccolta ed equalizzazione, provvista di un adeguato sistema di pompaggio e miscelazione al fine di omogeneizzare e convogliare il liquame nel digestore.
2. CARICAMENTO DELLA FRAZIONE SOLIDA
Per la gestione delle frazioni palabili viene utilizzata una tramoggia munita di apposite coclee di dosaggio che, mediante un programma specifico, provvede all’introduzione nel digestore del quantitativo necessario di materiali per garantire un buon funzionamento del processo di digestione
3. MISCELAZIONE CON MISCELATORI ROTAMIX
Il sistema di miscelazione è fondamentale al fine di assicurare il massimo contatto tra la biomassa e i microrganismi ed evitare problematiche legate alla presenza di sostanze galleggianti o sedimentate sul fondo del digestore. I miscelatori Rotamix a moto lento sono costituiti da un asse orizzontale sul quale sono montate quattro pale che rimescolano la massa interna al digestore impedendo la formazione di croste superficiali e depositi sul fondo garantendo, così, un elevato grado di miscelazione
4. Riscaldamento con serpentine inox e/o PEOC
Il sistema di riscaldamento è fondamentale al fine di mantenere una temperatura di processo costante all’interno del digestore per garantire condizioni mesofile o termofile necessarie. Generalmente la biomassa immessa nei digestori viene riscaldata attraverso l’utilizzo di apposite tubazioni in materiale plastico disposte lungo la parete interna della vasca che scambiano il calore proveniente dall’acqua calda prodotta dal cogeneratore.
5. Cupole pressostatiche
Le cupole pressostatiche possono essere sia di materiale plastico spalmato a doppia membrana sia di materiale elastomerico brevettato e sono in entrambi i casi corredate da sistemi di sicurezza e raccordo gas.
6. Desolforazione biologica
La desolforazione biologica avviene grazie all’attività di batteri aerobici che ossidano l’H2S facendolo precipitare in cristalli di zolfo. Questo trattamento è di norma integrato nello spazio di testa dei digestori nel quale viene immessa una limitata quantità di aria, circa il 5% del gas prodotto, in modo da creare le condizioni idonee per l’attività batterica. Occorre che siano presenti all'interno del digestore dei supporti, quali tetto in legno o apposite reti, che fungono da superfici ideali per l’attecchimento dei batteri desolforanti.
7. Trattamento gas con rimozione dell'umidità
Il trattamento del gas con speciali filtri a ciclo frigorifero e carboni attivi offre i vantaggi derivanti da un livello di purezza del biogas pressochè totale, che si tramuta in minori cambi d’olio e minori costi di manutenzione dei cogeneratori.
Il biogas grezzo in uscita dal digestore anaerobico è saturo di vapore acqueo e si rendono pertanto necessari opportuni trattamenti finalizzati alla rimozione dell’umidità.
La deumidificazione consiste nel raffreddamento del biogas tramite il suo passaggio in apposite tubazioni interrate. Infatti, grazie alla capacità termica del terreno è possibile fare condensare l’acqua presente nella miscela del biogas. In aggiunta, le tecniche applicabili per la deumidificazione sono le seguenti:
- Raffreddamento in uno scambiatore di calore, talvolta integrato con la compressione del gas prima del suo ingresso nello scambiatore.
- Adsorbimento su carbone attivo, gel di silice o setacci molecolari. Il biogas attraversa una colonna riempita di materiale adsorbente selettivo nei confronti del vapore acqueo. Per un suo utilizzo in continuo sono richieste due colonne, una in esercizio e una in rigenerazione.
- Assorbimento in glicole o sali igroscopici, condotto in una colonna riempita con granuli di reagente (processo non rigenerativo).
8. Controllo gas in continuo
Permette di valutare in tempo reale se le condizioni del biogas e pertanto della fermentazione all’interno dei digestori sono avvenute in modo corretto o, in caso contrario ci segnala in modo preventivo circa eventuali e necessari interventi correttivi.
9. Linee gas e valvole di sicurezza
Sono le linee di raccolta e adduzione gas del digestore ai cogeneratori che, complete delle relative valvole di sicurezza, filtri e saracinesche, garantiscono il corretto bilanciamento e la corretta alimentazione ai motori.
10. Oblò ispettivi con fari illuminanti
Gli oblò dotati di luce antideflagrante consentono un controllo visivo immediato della situazione interna al digestore e Sono gli elementi che permettono il pieno e fondamentale controllo visivo necessario per ispezionare direttamente il livello di formazione della massa, la formazione di schiume o cappelli superiori, la corretta miscelazione e formazione di bolle fermentative di produzione gas. Consentono in caso di anomalie di intervenire tempestivamente garantendo i parametri funzionali dell’impianto.
11. Cogeneratori
I cogeneratori sono le apparecchiature che devono trasformare il biogas in energia elettrica e termica.
Dal loro buon livello di rendimento sommato a quello dell’impianto di produzione gas si avrà la maggiore efficienza complessiva ed il conseguente migliore risultato economico. Per la cogenerazione si utilizzano motori endotermici (a combustione interna) o microturbine. I motori a combustione interna sono costituiti dai seguenti componenti:
- motore endotermico alternativo che, oltre a produrre l’energia meccanica, è anche il componente dove viene prodotta l’energia termica;
- alternatore, solitamente asincrono, per la produzione di corrente elettrica alternata trifase;
- recuperatore di calore, composto da uno scambiatore di calore che recupera il calore prodotto da tutto il sistema sia dai gas di scarico sia dal circuito di raffreddamento del motore;
- pannello elettrico, che permette l’utilizzo dell’energia elettrica prodotta e l’interfacciamento con la linea elettrica nazionale
12. Collettori per recupero termico
Servono per distribuire in modo idraulicamente corretto l’energia termica ai digestori e lasciare disponibili eventuali sur plus per utenze ausiliarie o per impianti che utilizzano l’energia termica in esubero valorizzandola.
13. Pompe di travaso e scarico digestato
Il trasferimento del digestato dal digestore primario al secondario e da questi ai successivi trattamenti e agli stoccaggi, è garantito da pompe monovite di assoluta affidabilità che permettono mediante apposite sonde di livello di controllare in modo automatico le varie fasi del processo.
14 Trattamenti del digestato
Sono trattamenti da effettuarsi sull’effluente digestato per favorirne la sua gestione nel caso di eccedenze di azoto rispetto alla superficie disponibile per lo spandimento, si possono adottare sistemi di abbattimento dell’azoto al fine di rientrare nei parametri previsti dalla legge.
In particolare si tratta di impianti di separazione, nitro-denitro e strippaggio in funzione del livello di riduzione necessario.
Questi impianti vanno calibrati sulla base delle specifiche esigenze di ogni azienda o gruppo di aziende, per ottimizzare il rendimento e garantire le sostenibilità economica.
TORCE DI SICUREZZA
Come si è già ricordato, il biogas non può essere liberato in atmosfera essendo il metano un gas serra molto più dannoso dell’anidride carbonica. Nel caso di impossibilità di sfruttamento il biogas và, dunque bruciato in torcia.
Esistono diverse tipologie di torce, che si differenziano essenzialmente per la temperatura di combustione, la presenza di isolamento e per l’alimentazione dell’aria, a ventilazione naturale o forzata.