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Ridurre le emissioni di metano

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Il biogas è una forma di energia prodotta dalla digestione anaerobica (la decomposizione dei costituenti della materia biodegradabile in un ambiente privo di ossigeno). È una miscela di gas, principalmente anidride carbonica e metano. Composizione approssimativa del biogas:

     – Metano (CH4) dal 55 al 65%
     – Anidride carbonica (CO2) dal 30 al 35%
     – Vapore acqueo dall’1 al 5%
     – Idrogeno solforato (H2S) dallo 0 al 3%
     – Idrogeno (H2) dallo 0 all’1%

La decomposizione dei materiali di scarto durante la digestione anaerobica è causata dall’azione batterica piuttosto che dalle alte temperature. Si svolge in quasi tutti gli ambienti biologici, ma è favorito da condizioni calde, umide e con poco ossigeno.

La digestione anaerobica avviene anche in due situazioni principali create dalle attività umane:

     – Acque reflue (rifiuti umani) o letame animale.
     – Gas di discarica prodotto dai rifiuti domestici sepolti nelle discariche.

In natura esistono anche molte materie prime (materiali organici) da cui è possibile estrarre biogas: letame umano e animale, foglie, ramoscelli, erbe, rifiuti, rifiuti agricoli e industriali con contenuto organico superiore al 2%.
Il biogas prodotto può essere utilizzato per cucinare, riscaldare, illuminare (utilizzando lampade a gas), generare elettricità, gestire l’azienda agricola e altri fabbisogni energetici. Gli effluenti prodotti dal processo possono essere utilizzati come fertilizzante per le colture.

Sistemi di soffiaggio biogas

Il biogas della discarica viene trasportato dal campo dei pozzi della discarica all’impianto di soffiaggio attraverso la conduttura principale di raccolta del gas. Il LFG passa normalmente attraverso un recipiente di rimozione del liquido per la rimozione di gas e particelle liquide, prima di essere inviato al soffiatore. Le valvole di blocco e le valvole di bypass possono essere utilizzate attivamente in alcune discariche se si desidera convogliare il gas attorno al recipiente di smaltimento dei liquidi. Questa operazione generalmente non è consigliata perché la rimozione della condensa aiuta a proteggere la strumentazione e le apparecchiature di elaborazione.

L’installazione del ventilatore e le apparecchiature di controllo associate possono essere alloggiate all’interno di un edificio o esposte agli elementi esterni. Dovrebbe avere una posizione centrale con spazio per l’espansione e l’alimentazione. Deve inoltre avere la capacità di gestire il 100% della produzione di picco stimata di biogas, oltre a dimensioni aggiuntive per il controllo della migrazione del biogas. Le valvole a farfalla sono spesso installate nelle tubazioni di ingresso e di uscita di ciascun ventilatore utilizzato per consentire il funzionamento continuo del ventilatore durante la manutenzione programmata e gli arresti.

Lo scopo del soffiatore LFG (noto anche come compressore) è creare un vuoto per l’estrazione del gas dai pozzi di raccolta e dalle trincee sotto pressione, tirare l’LFG nel soffiatore e spingere l’LFG nella torcia o in altre apparecchiature di trattamento. Questo processo è noto come controllo LFG attivo, che contrasta con il controllo LFG passivo. I sistemi passivi, in cui in genere il gas di scarico può essere scaricato nell’atmosfera con un trattamento minimo o nullo, spesso non sono consigliati per le moderne operazioni di discarica. Il principale componente meccanico del sistema di ventilazione è il compressore del gas o ventilatore stesso. Altre apparecchiature associate possono includere:

  • Valvole (blocco automatico, controllo)
  • Misurazione e registrazione del flusso
  • Strumenti per misurare pressione, temperatura, ecc.
  • Attrezzature per il trattamento e la movimentazione della condensa
  • Equipaggiamento elettrico
  • Strumentazione
  • Utilità

La scelta del soffiatore appropriato è determinata da fattori quali la quantità e l’uso finale del LFG, il vuoto richiesto per estrarre il gas, la pressione richiesta per la lavorazione, ecc. I principali tipi di ventilatori utilizzati per le applicazioni GRS includono ventilatori centrifughi monostadio e multistadio: IE Vuoto/pressione costante, macchine a volume di gas variabile, che incorporano una valvola a farfalla all’ingresso dell’unità.

Biogas e ambiente.

Nelle zone rurali è presente una quantità significativa di elementi organici inutilizzati (rifiuti animali). I composti organici possono produrre grandi quantità di gas metano e la tecnologia attuale può essere utilizzata e adattata alle condizioni locali.

Le aspettative di progettazione e produzione del biodigestore devono essere adattate alle risorse disponibili, alle condizioni climatiche e ai materiali da costruzione. Per ridurre al minimo il costo di capitale delle attrezzature, è importante garantire che il digestore sia progettato correttamente.

La digestione anaerobica avviene anche in stagni, paludi e fosse di letame dove abbondano materiali organici in decomposizione. Spesso si vedono bolle salire in superficie e, dopo la combustione delle bolle (riempite di metano), si osserva una fiamma blu-viola, senza fumo e inodore. Il metano è un gas serra circa 23 volte più potente del biossido di carbonio (CO2).

Potenziale nutritivo per i biodigestori

Le materie prime che possono essere considerate sostanze idonee alla produzione di biogas attraverso il processo di bioconversione in digestore sono:

1. Residui del raccolto: residui di canna, erbacce, mais e stoppie, paglia, foraggio avariato, ecc. Studi hanno dimostrato che il contenuto di sostanze idrosolubili come zuccheri, animacidi, proteine ​​e componenti minerali diminuisce con l’età della pianta ed è sufficientemente basso da limitare la velocità del processo di digestione. Pertanto, la decomposizione dei residui colturali richiede più tempo rispetto al compost a causa del loro contenuto di fibre e delle dimensioni delle particelle più grandi.

2. Letame: scarti di allevamento (sterco, urina, lettiera), escrementi di pecore e capre, rifiuti domestici (sangue, carne), scarti dell’industria della pesca, cuoio, ecc. della comunità agricola rappresentano un’importante fonte di materia prima per la produzione di biogas. Il letame è una fonte di carbonio e azoto necessari per il buon funzionamento del processo di fermentazione. La quantità e la composizione dei rifiuti animali dipende dal tipo di animale. La pollame, ad esempio, produce solidi più volatili, azoto e fosforo, per unità di peso. Inoltre, la composizione del letame dipende in gran parte dalla razione alimentare dell’animale. Gli animali nutriti solo con erba mostrano un contenuto di azoto molto più basso nel letame e nelle urine.

3. Rifiuti umani: i volti umani e l’urina sono materie prime che possono essere utilizzate per la produzione di biogas.

4. Possono essere denunciati anche sottoprodotti e rifiuti delle industrie basate sull’agricoltura e sulla crescita acquatica: panelli, bagassa, crusca di riso, semi, acqua proveniente dalla lavorazione di frutta e verdura, fanghi di filtraggio degli zuccherifici, alghe marine, ecc. piastra di alimentazione per biodigestori.

Requisiti per un sistema di successo

  • Tenere il digestore lontano da fiamme libere e apparecchiature elettriche che potrebbero provocare scintille.
  • Gli edifici dovrebbero essere ben ventilati.
  • Dovrebbero essere utilizzati motori, cablaggi e luci antideflagranti.
  • Eseguire controlli periodici del sistema per eventuali perdite di gas.
  • Seguire le regole di sicurezza del becco Bunsen quando si testa il gas con una fiamma.
  • Utilizzare dispositivi di rilevamento e allarme gas negli involucri.
  • Non scaricare gli effluenti dall’unità direttamente in laghi o corsi d’acqua.

Misure di sicurezza

Le preoccupazioni per la sicurezza legate alla produzione di biogas includono pericoli per la salute e rischi di incendio o esplosione. Il biogas è infiammabile e può essere esplosivo se miscelato con l’aria.

  • Accettazione da parte dei potenziali utenti.
  • Possibilità di utilizzare il gas una volta prodotto.
  • Domanda di gas sufficiente.
  • Disponibilità di materie prime sufficienti a soddisfare le esigenze di produzione.
  • Manutenzione e controllo operativo adeguati.

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