BIO-DESOLF DESOLFORATORE BIOLOGICO PER BIOGAS

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Romeo Tedesco
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2 BIO-DESOLF DESOLFORATORE BIOLOGICO PER BIOGAS RELAZIONE TECNICA BIO-DESOLF ECOCHIMICA 1 di 14 ECOCHIMICA SYSTEM s.r.l CREAZZO (VI) - Via Zambon 23 - Tel r.a. - Fax ecochem@ecochimica.com Capitale sociale euro int. vers. - Cod. Fisc. e p. I.V.A Iscr. Trib. Di Vicenza N

a. - Fax 0444371406 www.ecochimica.com e-mail: ecochem@ecochimica.

3 SOMMARIO A. Descrizione generale BIO-DESOLF Ecochimica...3 B. Campi di applicazione...4 C. Principio di funzionamento BIO-DESOLF Ecochimica...5 D. Caratteristiche tecniche Ecochimica BIO-DESOLF...8 E. Vantaggi nell utilizzo del biodesolforatore Ecochimica di 14

4 A. Descrizione generale BIO-DESOLF Ecochimica Negli impianti di produzione biogas per fermentazione anaerobica di rifiuti, il metano prodotto contiene anche quantità notevoli di idrogeno solforato altamente corrosivo per l impianto di produzione energia. Questo H2S deve essere rimosso dal gas, sia per ragioni di protezione ambientale sia per pericoli di corrosione. ECOCHIMICA ha sviluppato BIO-DESOLF una torre biofiltro verticale che abbatte il contenuto di idrogeno solforato con rese di rimozione superiori al 90% mediante un trattamento biologico senza consumo di reattivi chimici. Il processo di desolforazione biologica ECOCHIMICA offre una soluzione altamente efficiente a bassi costi di esercizio. E un processo che non richiede reagenti chimici, non ha praticamente consumi rilevanti e non ha scarico di esausti. La torre BIO-DESOLF sfrutta l abilità di una classe di microorganismi che sono in grado di ossidare biochimicamente certe sostanze organiche ed inorganiche. I prodotti dell ossidazione risultati da questa trasformazione sono a livello ambientale irrilevanti. Questa ossidazione richiede una modesta quantità di ossigeno. Quando viene aggiunta una limitata quantità d aria i microrganismi convertono l idrogeno solforato in zolfo elementare e in acidi elementari. Questi batteri necessitano solo di: ossigeno, nutrienti e superficie di crescita. L ossigeno viene aggiunto sotto forma di aria pressurizzata. Il controllo automatico regola la quantità d aria in base alla richiesta ed in correlazione con la quantità di gas totale. Il fertilizzante, reperibile in ogni paese nel mondo, è usato per fornire i nutrienti necessari ai batteri. La superficie di crescita è formata da uno strato di corpi di riempimento ad elevata superficie specifica in modo che i microrganismi possano attaccarsi e crescere. 3 di 14

ECOCHIMICA ha sviluppato BIO-DESOLF una torre biofiltro verticale che abbatte il contenuto di idrogeno solforato con rese di rimozione superiori al 90% mediante un trattamento biologico senza consumo

5 B. Campi di applicazione Le torri di abbattimento biologico ECOCHIMICA trovano facile applicazione in ogni ambito in cui vi sia la necessità di rimuovere l idrogeno solforato dal biogas e in particolare in: IMPIANTI DI TRATTAMENTO FANGHI CIVILI ED INDUSTRIALI FRAZIONE UMIDA RSU INDUSTRIE CHIMICHE INDUSTRIE CARTIERE DISCARICHE INDUSTRIE ALIMENTARI AGRICOLTURA Fig.1 Torre BIO-DESOLF 4 di 14

biogas e in particolare in: IMPIANTI DI TRATTAMENTO FANGHI CIVILI ED INDUSTRIALI FRAZIONE UMIDA

6 C. Principio di funzionamento BIO-DESOLF Ecochimica L idrogeno solforato può essere rimosso attraverso l ossidazione da parte di microrganismi chemoautotropici della specie Acidothiobacillus Thiooxidans. Questi batteri ricavano l energia per la loro crescita dall ossidazione e convertono l idrogeno solforato in acido solforico e zolfo elementare secondo le seguenti reazioni: 2H2S + O2 2S + 2H2O 2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 H2S + 2O2 H2SO4 L impianto BIO-DESOLF è una torre dove l acqua circola all interno di uno strato di corpi di riempimento ad elevata superficie specifica in modo che i microrganismi formando un biofilm possano attaccarsi e proliferare. Il flusso di aria in ingresso attraversa lo strato di corpi di riempimento inseriti all interno della torre dove viene degradato dai microrganismi secondo le reazioni descritte precedentemente. Nella torre BIO-DESOLF l obiettivo è la massima efficienza di rimozione dell idrogeno solforato favorendo la formazione di acido solforico a scapito dello zolfo elementare per evitare un elevato deposito di zolfo nei corpi di riempimento che porterebbe a fenomeni di intasamento. I microrganismi devono essere tenuti alle condizioni di processo ottimali in modo da favorirne la crescita. Tali condizioni sono realizzate mantenendo bassi valori di ph (1,5-2) e una temperatura di circa 35 C. 5 di 14

Questi batteri ricavano l energia per la loro crescita dall ossidazione e convertono l idrogeno solforato in acido solforico e zolfo elementare secondo le seguenti reazioni: 2H2S + O2 2S + 2H2O 2S +

7 La torre BIO-DESOLF è automatizzata per la corretta gestione di tutti i parametri operativi: temperatura, ph e quantità di ossigeno. E necessaria anche un aggiunta di nutrienti per la crescita cellulare ma la proporzione fra nutrienti richiesti e crescita cellulare è molto bassa. Fig. 2 Pompa ricircolo acqua di lavaggio corpi riempimento Fig. 3 Serbatoio dosaggio nutrienti 6 di 14

E necessaria anche un aggiunta di nutrienti per la crescita cellulare ma la proporzione fra

8 Fig. 4 Pompe dosaggio nutrienti Fig. 5 Particolare del sistema di controllo della torre BIO-DESOLF Fig. 6 Sistema di immissione aria per fornitura ossigeno 7 di 14

9 D. Caratteristiche tecniche Ecochimica BIO-DESOLF I parametri di progetto della torre BIO-DESOLF sono riportati di seguito. CONC. H2S NEL BIOGAS IN INGRESSO: fino a ppm RIMOZIONE H2S: >95 % TEMPERATURA GAS IN ENTRATA: fino a 45 C PRESSIONE GAS: fino a 120 mbar TEMPERATURA AMBIENTE: -30 to +50 C Fig. 7 Diagramma di flusso BIO-DESOLF Le principali caratteristiche tecniche dell impianto BIO-DESOLF sono: SISTEMA COMPLETAMENTE AUTOMATIZZATO ALTA EFFICIENZA A BASSI COSTI OPERATIVI BASSO IMPATTO AMBIENTALE/NESSUN COSTO DI SMALTIMENTO NESSUN CONSUMO DI REAGENTI CHIMICI FACILE USO E MANUTENZIONE Il sistema BIO-DESOLF può essere integrato delle seguenti dotazioni opzionali: ANALIZZATORE GAS (CH4, CO2, H2S, O2) SERPENTINA DI RISCALDAMENTO INTERNA PER L ACQUA CONNESSIONE PROFIBUS 8 di 14

7 Diagramma di flusso BIO-DESOLF Le principali caratteristiche tecniche dell impianto BIO-DESOLF sono: SISTEMA COMPLETAMENTE AUTOMATIZZATO ALTA EFFICIENZA A BASSI COSTI OPERATIVI BASSO IMPATTO

10 Fig. 7 Torre di desolforazione e stazione di controllo Fig. 8 Interno della torre di desolforazione 9 di 14

11 Fig. 9 Carico del box di controllo Fig. 10 Montaggio dell impianto in cantiere 10 di 14

12 E. Vantaggi nell utilizzo del biodesolforatore Ecochimica NESSUN UTILIZZO DI ADDITIVI CHIMICI METODO SEMPLICE E STABILE RIDOTTO CONSUMO DI ENERGIA ELETTRICA. BASSISSIMI COSTI DI GESTIONE IN CONFRONTO ALLE ALTRE METODOLOGIE DI RIMOZIONE H2S PROLUNGAMENTO DELLA DURATA UTILE DELL IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOGAS ZERO COSTI DI SOSTITUZIONE DEL MATERIALE DI RIEMPIMENTO RISPETTO AD UN METODO A FILTRAZIONE CONSUMO DI NUTRIENTI BASSISSIMO GESTIONE DELL IMPIANTO DA PARTE DEGLI OPERATORI IN TOTALE SICUREZZA PER L ASSENZA DI CHEMICALS MINIMA QUANTITA DI PRODOTTI ESAUSTI DA SMALTIRE RECUPERO DEI COSTI DI INVESTIMENTO INIZIALI IN TEMPI RAPIDI. L applicazione di questa tecnologia per la purificazione del biogas è vantaggiosa se le fluttuazioni di concentrazione di H2S nel biogas sono minime. In impianti in cui si verifichino importanti variazioni della portata del biogas o della concentrazione dell H2S consigliamo l installazione a valle del BIO-DESOLF di un desolforatore chimico (DESOLF-VTR ) per garantire un altissima efficienza di rimozione dell H2S anche con importanti fluttuazioni nella portata di biogas o nella concentrazione di H2S nel gas da trattare. 11 di 14

RIEMPIMENTO RISPETTO AD UN METODO A FILTRAZIONE CONSUMO DI NUTRIENTI BASSISSIMO GESTIONE DELL IMPIANTO DA PARTE DEGLI OPERATORI IN TOTALE SICUREZZA PER L ASSENZA DI CHEMICALS MINIMA QUANTITA DI

13 TABELLA COMPARATIVA METODO BIOLOGICO E CHIMICO DESOLFORATORE CHIMICO DESOLFORATORE BIOLOGICO PORTATA 100 Nm 3 /h 100 Nm 3 /h CONSUMO DI ACQUA FRESCA a pieno carico 30 m 3 /h a pieno carico 0,5 m 3 /h CONSUMO DI REAGENTE circa 67 kg/h di NaOH al 30% SCARICO ACQUA circa 30 m3/h circa 0,5 m3/h circa 0,125 kg/h di fertilizzante GESTIONE Alti costi di gestione Bassi costi di gestione Fig. 11 Torre BIO-DESOLF presso stazione biogas in Turchia 12 di 14

67 kg/h di NaOH al 30% SCARICO ACQUA circa 30 m3/h circa 0,5 m3/h circa 0,125 kg/h di fertilizzante GESTIONE

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