L’importanza delle analisi nel processo biogas (Parte 1 – L’analisi biogas)

Negli ultimi anni si è visto il rapido sviluppo degli impianti biogas, ad oggi se ne contano all’incirca un migliaio attivi su tutto il territorio italiano. La forte crescita si è avuta anche grazie ai numerosi incentivi concessi a livello europeo ai proprietari terrieri che volessero usufruire degli scarti agricoli, e non, per produrre energia. Questa può essere utilizzata per sostenere i propri fabbisogni (autotrazione, macchinari, riscaldamento etc.) oppure quelli di altri, infatti è possibile mettere in commercio l’energia prodotta ed ottenere i famosi incentivi.

Purtroppo però le cose sono cambiate da quando si sono costruiti i primi impianti e l’introduzione di normative più stringenti consentono l’ottenimento degli incentivi solamente per gli impianti più virtuosi. I proprietari ora sono obbligati ad ottimizzare al meglio la resa per ottenere nuovamente gli incentivi prima del passaggio alla fase successiva dove si trasformerà il biogas in biometano.

Come funziona (in breve) un’impianto biogas?

Come abbiamo accennato l’obiettivo dell’impianto è quello di utilizzare scarti agricoli, zootecnici o di discarica per produrre energia. Nella prima fase gli scarti vengono mixati tra loro seguendo alcune ricette e vengono immessi in un digestore dove avviene il processo di digestione anaerobica, cioè la trasformazione della biomassa solida in un mix di liquame e gas.

Un impianto biogas svolge il lavoro principale proprio durante questo processo che viene chiamato digestione anaerobica: un processo biologico durante il quale, in assenza di ossigeno, si trasforma il composto organico in soluzioni solide, liquide e gassose. Nella parte gassosa si ottiene ossigeno (O2), anidride carbonica (CO2), metano (CH4), idrogeno (H2) e acido solfidrico (H2S): i cosiddetti biogas.

Il processo biologico, nello specifico, effettua ulteriori quattro fasi (idrolisi delle biomasse, acidogenesi, acetogenesi ed infine metanogenesi) in cui la riuscita o meno di una pregiudica il risultato dell’altra. L’insieme di queste fasi porta alla produzione di biogas in modo più o meno efficiente e quindi al raggiungimento, o meno, degli incentivi.

È quindi importante effettuare un duplice controllo: del gas prodotto (analisi biogas) e dei parametri chimico fisici (analisi dei liquidi).

Partiamo dal primo:

Analizzare il biogas

Il biogas è l’insieme di diversi composti e per l’analisi sono necessari diversi sensori con una specifica tecnologia per ogni singolo composto. L’analisi biogas non è un semplice misura in quanto contiene composti corrosivi (es. acido solfidrico – H2S) ed è quindi importante effettuare un trattamento del campione in grado di rendere il gas visibile a ciascun sensore senza danneggiarlo. Inoltre, trattando gas infiammabili, è importante che all’interno dello strumento vi sia un rivelatore che dia un allarme e che spenga l’elettronica in caso di fuoriuscita di metano.

APT propone due analizzatori di biogas (AwiECO e AwiFLEX) in grado di soddisfare ciascun tipo di impianto, dal più piccolo al più grande.

Entrambi gli strumenti sfruttano le seguenti tecnologie:

Quali sono le differenze tra i due modelli?

AwiECO
È la soluzione più economica e compatta che consente la misurazione fino a 3 gas in un unico punto. Offre una misura a spot (massimo 50 al giorno) ed è fornito di serie con l’interfaccia 4-20 mA. Ideale per impianti biogas fino a 150kW.

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AwiFLEX
Un prodotto professionale e adatto a monitorare il biogas fino a 9 punti con possibilità di analisi biogas in continuo. Questa versione è dotata di un frigorifero interno per raffreddare il campione.

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Con entrambe le versioni è possibile effettuare il controllo remoto cioè è possibile monitorare il funzionamento dell’analizzatore biogas anche da remoto. È sufficiente avere una connessione adsl nell’impianto e tramite qualsiasi dispositivo (anche smartphone e tablet) si può verificare il funzionamento, i valori dei gas e visualizzare eventuali errori o anomalie.

Gestione della desolforazione biologica

In un impianto di biogas è anche importante gestire la desolforazione, ossia il processo di eliminazione dell’acido solfidrico trasformandolo in zolfo elementare e acqua.

La concentrazione di H2S in un processo anaerobico può arrivare fino a 2.000 o 3.000 ppm. Quando il biogas viene bruciato per produrre energia il livello di H2S diminuisce producendo acido solfidrico che può causare corrosioni nel motore aumentando notevolmente i costi di assistenza e riducendo il ricavo di biogas poiché causa una diluzione della miscela.

Uno dei modi più comuni per ridurre la concentrazione di H2S è di immettere cloruro di ferro nel digestore convertendo l’H2S in solfuro di ferro. Nonostante questo processo sia molto efficiente richiede parecchie funzioni di controllo con pompe dedicate e contenitori di immagazzinamento e questo comporta relativi costi operativi non trascurabili.

La soluzione proposta da APT, AwiDesulph, è un desolforatore che consente di regolare l’immissione di aria nella vasca in quantitativi ottimali, ottimizzando il processo di desolforazione e contendo i costi.
AwiDesulph viene comandato automaticamente dagli analizzatori AwiECO e AwiFLEX evitando qualsiasi controllo manuale ed immettendo solo il giusto quantitativo di aria. Non ha costi operativi e grazie al collegamento con l’analizzatore biogas sfrutta la memoria e le interfacce per regolare i parametri da remoto.

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Nella seconda parte parleremo dell’analisi liquidi e di come analizzare i parametri chimico fisici per ottimizzare la produzione di biogas.
Se sei interessato ai prodotti e desideri avere maggiori informazioni contattaci e un nostro esperto ti ricontatterà.

Foto Schmack Biogas Srl