Bts Biogas - NITROstripp

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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 [email protected]

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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


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



Applicazione dello strippaggio nel settore biogas

Equazione di equilibrio dell’ammoniaca

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-



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


La tecnologia

Schema di processo


La tecnologia

Installazione in container


La tecnologia

Ingresso digestato

Passaggio in scambiatore di

calore acqua – digestato Acqua calda 85 °C → Digestato 75 °C

Ingresso acqua

calda


Reattore di dosaggio calce

La tecnologia

Silo di stoccaggio calce Sistema di dosaggio calce


La tecnologia

Reattore di pre-strippaggio

Membrane di aerazione


La tecnologia

Torre di strippaggio Piastre in materiale

plastico

Ari

a Dig

esta

to


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


La tecnologia

Serbatoio solfato

d’ammonio

Serbatoio acido

solforico


La tecnologia

Solfato di Ammonio Soluzione di Sali di Azoto prodotta da un processo chimico per l’abbattimento dell’ammoniaca, attraverso uno scubber con torre di lavaggio acida.

Soluzione al 30% di (NH4)2SO4

6% di NH4-N


Caso di studio

Azienda Agricola Green Energy – Chiari (BS)


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


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)


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


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


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


Caso di studio

Risultati


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


Opportunità

Fonte: Regione Lombardia


Opportunità

Fonte: CRPA


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


Grazie per la cortese attenzione!

Luca Fortini E [email protected] I www.bts-biogas.com

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