Strippaggio Ammoniaca F. Unterfrauner BTS Biogas 2017 1
Indice 1. Processo biologico ammonio/ammoniaca 2. Azoto nell agricoltura 3. La problematica dell azoto 4. Solubilità ammonio/ammoniaca 5. Il principio del processo di strippaggio 6. Tecnologia 7. Bilancio di massa 8. I prodotti 9. Bilancio economico 10. Conclusioni BTS Biogas 2017 2
1. Processo biologico Ammonio/Ammoniaca Proteine animali e vegetali sono principalmente composte dagli elementi N, C, H, O La componente base delle proteine: l aminoacido Si decompone in ammonio/ammoniaca BTS Biogas 2017 3
2. Azoto nell agricoltura Per definizione l'ammonio è un composto dell'azoto (formula chimica NH4). Si presenta come liquido incolore solubile in acqua che si trasforma sotto diverse condizioni in ammonica (forma gassosa), nitrati e nitriti (ossidato). L ammoniaca/ammonio come sorgente di azoto sono anche i principali elemento nutritivi per i nostri terreni e la crescita delle piante agro-alimentari BTS Biogas 2017 4
3. La problematica dell azoto Fonte: Regione Lombardia BTS Biogas 2017 5
3. La problematica dell azoto Fonte: CRPA BTS Biogas 2017 6
4. Il processo Cosa si intende per strippaggio? Processo chimico-fisico attraverso il quale si ottiene il passaggio di un gas sciolto in un liquido, dalla fase liquida a quella gassosa Equazione di equilibrio dell ammoniaca NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH- BTS Biogas 2017 7
4. Il processo Cosa si intende per strippaggio? In altre parole: La diminuzione di azoto ammoniacale dal digestato liquido BTS Biogas 2017 8
4. Il processo Il principio: Aumentando la temperatura e/o il ph del digestato l ammonio (liquido) diventa ammoniaca (gas) che può essere abbattuto con lavaggio acido Prodotti: Aria pulita Solfato d ammonio Digestato ridotto di azoto BTS Biogas 2017 9
5.Solubilità Ammonio/Ammonica Senza modifica del ph Con modifica del ph BTS Biogas 2017 10
5. La tecnologia Schema di processo BTS Biogas 2017 11
La tecnologia BTS Biogas 2017 12
5. La tecnologia Installazione in container BTS Biogas 2017 13
5. La tecnologia Ingresso digestato Ingresso acqua calda Passaggio in scambiatore di calore acqua digestato Acqua calda 85 C Digestato 75 C BTS Biogas 2017 14
5. La tecnologia Sistema di dosaggio calce Reattore di dosaggio calce Silo di stoccaggio calce BTS Biogas 2017 15
5. La tecnologia Membrane di aerazione Reattore di pre-strippaggio BTS Biogas 2017 16
Aria Digestato 5. La tecnologia Torre di strippaggio Piastre in materiale plastico BTS Biogas 2017 17
5. La tecnologia Corpi di riempimento in materiale plastico H 2 SO 4 + 2 NH 3 = (NH 4 )2SO 4 n. 2 scrubber per lavaggio aria Acido solforico + ammoniaca Solfato di ammonio BTS Biogas 2017 18
5. La tecnologia Serbatoio solfato d ammonio Serbatoio acido solforico BTS Biogas 2017 19
6. Bilancio di massa (modulo da 5 m³/h) INPUT OUTPUT Digestato Calore Elettricità Acido Solforico Calce (opzione) 40.000 t/anno 155 t/anno N puro 2000 MWh/anno <300 kwh medie 160 MWh/anno 20 kwh medie 400 t/anno 0 10 kg/m³ di digestato 0-400 t/a Strippaggio Digestato (stoccaggio o ricircolo) Solfato d ammonio 40.000 t/anno 45 t/anno N puro Azoto ammoniacale <1500 mg/l 105 t/anno N puro 510 t/anno solfato ammonio puro 1700 t/anno solfato d ammonio in soluzione acquosa BTS Biogas 2017 20
7. I prodotti Digestato 100% 80% 60% 40% 20% 0% Separazione 100% 80% 60% 40% Separato liquido Separato 20% solido 0% Azoto organico/ammoniacale 100% 80% 60% 40% Azoto anorganico 20% Azoto organico 0% Riduzione azoto per riduzione azoto ammoniacale Riduzione azoto Residuo azoto anorganico Residuo azoto organico BTS Biogas 2017 21
7. I prodotti Solfato di Ammonio Soluzione di sali di azoto prodotta attraverso uno scrubber con torre di lavaggio acido. NH 3 + H 2 SO4 + H 2 O >>> (NH 4 ) 2 SO 4 + H 2 O Soluzione acquosa al 30% di (NH 4 ) 2 SO 4 (solfato d ammonio) di cui 23% 6% di azoto puro. Utilizzo: Fertillizzante Industria fertillizzanti Produttori compost BTS Biogas 2017 22
8. Bilancio economico Bilancio economico (modulo da 5 m³/ora) Costi x/m 3 digestato /m 3 prezzo Costo impianto (10 anni) -1,5 Fabbisogno termico 40 kw 0 Calce 5 kg -0,48 95 /t Acido solforico 98% 6,3 l -1,19 190 /m 3 Fabbisogno elettrico 11 kw -1,76 0,16 /kwh Costi di manutenzione -0,6 0,6 /m 3-5,53 Benefici x/m 3 digestato /m 3 prezzo Solfato d ammonio 50 kg 2,5 50 /t Costi spandimento 2 2 /t Costo terreno 0,03 ha 3 100 /ha ZNV 7,5 BTS Biogas 2017 23
9. Conclusioni Applicazione dello strippaggio nel settore biogas Obiettivi: Abbattimento contenuto di azoto nei digestati Riduzione delle aree di spandimento Produzione di un concime (solfato d ammonio) Sfruttamento del calore disponibile BTS Biogas 2017 24
9. Conclusioni Bilancio economico positivo Massima valorizzazione dell energia termica Produzione di solfato d ammonio Risparmio sui costi di spandimento e sui costi di affitto dei terreni Funzionamento continuo e stabile 3 anni di esperienza nella gestione del sistema Una soluzione al problema degli spandimenti Rispetto della normativa Risparmio di terreno per lo spandimento e minore impatto ambientale BTS Biogas 2017 25
Grazie per l attenzione! BTS Biogas 2017 26