Workshop Alpi Biogas - Vorstellung der Forschungsprojekte zur Nachbehandlung von Gärrest.

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Bolzano, 27 marzo 2015
Biogas in aree Alpine: Soluzione integrata per
l’abbattimento o il recupero dei nutrienti nei digestati
Luca Fortini – BTS Biogas
l.fortini@bts-biogas.com

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Indice
1. Informazioni generali
– Principi dello strippaggio
– Applicazione dello strippaggio nel settore biogas
2. La tecnologia
– Schema di processo
3. Caso di studio
– Azienda Agricola Green Energy Srl
– Dati di progetto
– Risultati
4. Opportunità
5. Conclusioni

3. © TSenergyGroup | 2015 3
Informazioni generali
Principi dello strippaggio
Cosa si intende per strippaggio?
Processo chimico-fisico attraverso il quale si ottiene il
passaggio di un gas disciolto in un liquido, dalla fase
liquida a quella gassosa

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Informazioni generali
Applicazione dello strippaggio nel
settore biogas
Equazione di equilibrio dell’ammoniaca
NH3 + H2O ↔ NH4
+ + OH-

5. © TSenergyGroup | 2015 5
Informazioni generali

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Informazioni generali
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

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La tecnologia
Schema di processo

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La tecnologia
Installazione in container

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La tecnologia
Ingresso digestato
Passaggio in scambiatore di
calore acqua – digestato
 Acqua calda 85 °C → Digestato 75 °C
Ingresso acqua
calda

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Reattore di dosaggio calce
La tecnologia
Silo di stoccaggio calce
Sistema di dosaggio calce

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La tecnologia
Reattore di pre-strippaggio
Membrane di aerazione

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La tecnologia
Torre di strippaggio
Piastre in materiale
plastico
Aria
Digestato

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La tecnologia
n. 2 scrubber per
lavaggio aria
Corpi di riempimento in
materiale plastico
H2SO4 + 2 NH3 = (NH4)2SO4
Acido solforico + ammoniaca → Solfato di ammonio

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La tecnologia
Serbatoio solfato
d’ammonio
Serbatoio acido
solforico

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La tecnologia
 Solfato di Ammonio
Soluzione di Sali di Azoto prodottada un processo chimico per l’abbattimento
dell’ammoniaca,attraversouno scubber con torre di lavaggioacida.
Soluzione al 30% di (NH4)2SO4
6% di NH4-N

16. © TSenergyGroup | 2015 16
Caso di studio
Azienda Agricola Green Energy – Chiari (BS)

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Caso di studio
• Impianto biogas 999 kWel
• Alimentazione impianto:
o Pollina 31 t/giorno
o Liquame suino 20 t/giorno
o Mais 23,5 t/giorno
o Farina di mais 2 t/giorno
o Acqua
• Digestato in uscita
Dati – Impianto biogas
Essiccatoio
Strippaggio

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Caso di studio
Dati - Strippaggio
• Portata in ingresso: max. 3 m3/h digestato t.q.
• Tempo di attraversamento della colonna di strippaggio: 2÷5 min
• Dosaggio calce (pH 10): 30 kg/m3
• Dosaggio acido solforico (98%): 6,3 l/m3
• Consumo acqua: 30 l/m3
• Fabbisogno elettrico: ~ 10 kW/m3
• Produzione solfato d’ammonio: 42 l/m3 → fino a 3 t/giorno
Obiettivi abbattimento:
 40% NH4
+ (senza correzione pH)
 70% NH4
+ (con correzione pH)

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Caso di studio
Risultati
Data input digestato Dosaggio CaO V300 T acqua in TC300 (NH4)2SO4 abbattimento NH4+ abbattimento NTK note
[m³/h] [%] pH [°C] [°C] %-N [%] [%]
Obiettivo -CaO 2,5 0 8,5 85 75 7 40
Obiettivo +CaO 2,5 1 10 85 75 7 70
09/09/2014 1,8 0 8,7 82 67 8,7 48 no CaO
11/09/2014 2 0,8 9,3 82 65 6,8 55
16/09/2014 2,5 0,8 9 83 61 7,5 40 36
23/09/2014 1,8 1,6 9,3 83 59 7,3 55
30/09/2014 1,8 1,8 9,4 87 65 6,5 60 40
23/10/2014 1,8 3 8,3 83 75 8,2 58 38
13/11/2014 1,8 3 8,3 80 70 n.a. 53 37
18/12/2014 1,8 0 9,1 86 74 6,6 52 32 no CaO
Fonte: BTS Metanlab

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Emissioni al camino 16/09/2014 30/09/2014 15/01/2015
Olfattometria Cod [ouE/m3] 837 1290 527
Acido solfidrico
[H2S]
mg/m3 3,7 0,45 <0,08
Carbonio
Organico Totale
[COT]
mg/m3 0,35 0,33 0,36
Ammoniaca [NH3] mg/m3 17,30 25,10 4,5
Metano [CH4] mg/m3 16,5 11,0 28,1
Anidride
Carbonica [CO2]
mg/m3 8293 3628 5105
Protossido di
azoto [N2O]
mg/m3 2,43 0,83 1,65
Portata al camino m3/h - 3194 3235
Caso di studio
Risultati
Fonte: CRPA

21. © TSenergyGroup | 2015 21
Caso di studio
Risultati
• Abbattimento NH4
+:
– > 40% senza correzione pH
– 60% con correzione pH
• Produzione di una sospensione di solfato d’ammonio con tenore di N > 6%
→ Concime azotato liquido
• Funzionamento stabile
• Potenziale miglioramento delle prestazioni con alimentazione di frazione
liquida da separazione
• Riduzione della quantità di acqua utilizzata per la digestione anaerobica

22. © TSenergyGroup | 2015 22
Caso di studio
Risultati

23. © TSenergyGroup | 2015 23
Caso di studio
Risultati

24. © TSenergyGroup | 2015 24
Caso di studio
Costi x/m3 digestato €/m3 prezzo
Costo impianto -2,55
Fabbisogno termico 40 kW 0
Calce 10 kg -0,95 95 €/t
Acido solforico 98% 6,3 l -1,19 190 €/m3
Fabbisogno elettrico 11 kW -1,76 0,16 €/kWh
Costi di
manutenzione
-0,8 0,8 €/m3
-7,25
Benefici x/m3 digestato €/m3 prezzo
Solfato d’ammonio 50 kg 3,75 75 €/t
Costi spandimento 2 2 €/t
Costo terreno 0,03 ha 3 100 €/ha ZNV
8,75
Bilancio economico

25. © TSenergyGroup | 2015 25
Opportunità
Fonte: Regione Lombardia

26. © TSenergyGroup | 2015 26
Opportunità
Fonte: CRPA

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Conclusioni
• Massima valorizzazione dell’energia termica dal motore
• Vendita solfato d’ammonio
• Risparmio sui costi di spandimento e sui costi di affitto terreni
Bilancio economico positivo
• Un anno di funzionamento regolare
Funzionamento stabile
• Rispetto della normativa
• Risparmio di terreno per lo spandimento e minore impatto
ambientale
Soluzione al problema degli spandimenti

28. © TSenergyGroup | 2015 28
Grazie per la cortese attenzione!
Luca Fortini
E l.fortini@bts-biogas.com
I www.bts-biogas.com