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息 TSenergyGroup | 2015 1
Bolzano, 27 marzo 2015
Biogas in aree Alpine: Soluzione integrata per
labbattimento o il recupero dei nutrienti nei digestati
Luca Fortini  BTS Biogas
l.fortini@bts-biogas.com
息 TSenergyGroup | 2015 2
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. Opportunit
5. Conclusioni
息 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
息 TSenergyGroup | 2015 4
Informazioni generali
Applicazione dello strippaggio nel
settore biogas
Equazione di equilibrio dellammoniaca
NH3 + H2O  NH4
+ + OH-
息 TSenergyGroup | 2015 5
Informazioni generali
息 TSenergyGroup | 2015 6
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 dammonio)
 Sfruttamento del calore disponibile
息 TSenergyGroup | 2015 7
La tecnologia
Schema di processo
息 TSenergyGroup | 2015 8
La tecnologia
Installazione in container
息 TSenergyGroup | 2015 9
La tecnologia
Ingresso digestato
Passaggio in scambiatore di
calore acqua  digestato
 Acqua calda 85 属C  Digestato 75 属C
Ingresso acqua
calda
息 TSenergyGroup | 2015 10
Reattore di dosaggio calce
La tecnologia
Silo di stoccaggio calce
Sistema di dosaggio calce
息 TSenergyGroup | 2015 11
La tecnologia
Reattore di pre-strippaggio
Membrane di aerazione
息 TSenergyGroup | 2015 12
La tecnologia
Torre di strippaggio
Piastre in materiale
plastico
Aria
Digestato
息 TSenergyGroup | 2015 13
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
息 TSenergyGroup | 2015 14
La tecnologia
Serbatoio solfato
dammonio
Serbatoio acido
solforico
息 TSenergyGroup | 2015 15
La tecnologia
 Solfato di Ammonio
Soluzione di Sali di Azoto prodottada un processo chimico per labbattimento
dellammoniaca,attraversouno scubber con torre di lavaggioacida.
Soluzione al 30% di (NH4)2SO4
6% di NH4-N
息 TSenergyGroup | 2015 16
Caso di studio
Azienda Agricola Green Energy  Chiari (BS)
息 TSenergyGroup | 2015 17
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
息 TSenergyGroup | 2015 18
Caso di studio
Dati - Strippaggio
 Portata in ingresso: max. 3 m3/h digestato t.q.
 Tempo di attraversamento della colonna di strippaggio: 2歎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 dammonio: 42 l/m3  fino a 3 t/giorno
Obiettivi abbattimento:
 40% NH4
+ (senza correzione pH)
 70% NH4
+ (con correzione pH)
息 TSenergyGroup | 2015 19
Caso di studio
Risultati
Data input digestato Dosaggio CaO V300 T acqua in TC300 (NH4)2SO4 abbattimento NH4+ abbattimento NTK note
[m続/h] [%] pH [属C] [属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
息 TSenergyGroup | 2015 20
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
息 TSenergyGroup | 2015 21
Caso di studio
Risultati
 Abbattimento NH4
+:
 > 40% senza correzione pH
 60% con correzione pH
 Produzione di una sospensione di solfato dammonio con tenore di N > 6%
 Concime azotato liquido
 Funzionamento stabile
 Potenziale miglioramento delle prestazioni con alimentazione di frazione
liquida da separazione
 Riduzione della quantit di acqua utilizzata per la digestione anaerobica
息 TSenergyGroup | 2015 22
Caso di studio
Risultati
息 TSenergyGroup | 2015 23
Caso di studio
Risultati
息 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 dammonio 50 kg 3,75 75 /t
Costi spandimento 2 2 /t
Costo terreno 0,03 ha 3 100 /ha ZNV
8,75
Bilancio economico
息 TSenergyGroup | 2015 25
Opportunit
Fonte: Regione Lombardia
息 TSenergyGroup | 2015 26
Opportunit
Fonte: CRPA
息 TSenergyGroup | 2015 27
Conclusioni
 Massima valorizzazione dellenergia termica dal motore
 Vendita solfato dammonio
 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
息 TSenergyGroup | 2015 28
Grazie per la cortese attenzione!
Luca Fortini
E l.fortini@bts-biogas.com
I www.bts-biogas.com

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  • 1. 息 TSenergyGroup | 2015 1 Bolzano, 27 marzo 2015 Biogas in aree Alpine: Soluzione integrata per labbattimento o il recupero dei nutrienti nei digestati Luca Fortini BTS Biogas l.fortini@bts-biogas.com
  • 2. 息 TSenergyGroup | 2015 2 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. Opportunit 5. Conclusioni
  • 3. 息 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
  • 4. 息 TSenergyGroup | 2015 4 Informazioni generali Applicazione dello strippaggio nel settore biogas Equazione di equilibrio dellammoniaca NH3 + H2O NH4 + + OH-
  • 5. 息 TSenergyGroup | 2015 5 Informazioni generali
  • 6. 息 TSenergyGroup | 2015 6 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 dammonio) Sfruttamento del calore disponibile
  • 7. 息 TSenergyGroup | 2015 7 La tecnologia Schema di processo
  • 8. 息 TSenergyGroup | 2015 8 La tecnologia Installazione in container
  • 9. 息 TSenergyGroup | 2015 9 La tecnologia Ingresso digestato Passaggio in scambiatore di calore acqua digestato Acqua calda 85 属C Digestato 75 属C Ingresso acqua calda
  • 10. 息 TSenergyGroup | 2015 10 Reattore di dosaggio calce La tecnologia Silo di stoccaggio calce Sistema di dosaggio calce
  • 11. 息 TSenergyGroup | 2015 11 La tecnologia Reattore di pre-strippaggio Membrane di aerazione
  • 12. 息 TSenergyGroup | 2015 12 La tecnologia Torre di strippaggio Piastre in materiale plastico Aria Digestato
  • 13. 息 TSenergyGroup | 2015 13 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
  • 14. 息 TSenergyGroup | 2015 14 La tecnologia Serbatoio solfato dammonio Serbatoio acido solforico
  • 15. 息 TSenergyGroup | 2015 15 La tecnologia Solfato di Ammonio Soluzione di Sali di Azoto prodottada un processo chimico per labbattimento dellammoniaca,attraversouno scubber con torre di lavaggioacida. Soluzione al 30% di (NH4)2SO4 6% di NH4-N
  • 16. 息 TSenergyGroup | 2015 16 Caso di studio Azienda Agricola Green Energy Chiari (BS)
  • 17. 息 TSenergyGroup | 2015 17 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
  • 18. 息 TSenergyGroup | 2015 18 Caso di studio Dati - Strippaggio Portata in ingresso: max. 3 m3/h digestato t.q. Tempo di attraversamento della colonna di strippaggio: 2歎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 dammonio: 42 l/m3 fino a 3 t/giorno Obiettivi abbattimento: 40% NH4 + (senza correzione pH) 70% NH4 + (con correzione pH)
  • 19. 息 TSenergyGroup | 2015 19 Caso di studio Risultati Data input digestato Dosaggio CaO V300 T acqua in TC300 (NH4)2SO4 abbattimento NH4+ abbattimento NTK note [m続/h] [%] pH [属C] [属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
  • 20. 息 TSenergyGroup | 2015 20 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. 息 TSenergyGroup | 2015 21 Caso di studio Risultati Abbattimento NH4 +: > 40% senza correzione pH 60% con correzione pH Produzione di una sospensione di solfato dammonio con tenore di N > 6% Concime azotato liquido Funzionamento stabile Potenziale miglioramento delle prestazioni con alimentazione di frazione liquida da separazione Riduzione della quantit di acqua utilizzata per la digestione anaerobica
  • 22. 息 TSenergyGroup | 2015 22 Caso di studio Risultati
  • 23. 息 TSenergyGroup | 2015 23 Caso di studio Risultati
  • 24. 息 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 dammonio 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. 息 TSenergyGroup | 2015 25 Opportunit Fonte: Regione Lombardia
  • 26. 息 TSenergyGroup | 2015 26 Opportunit Fonte: CRPA
  • 27. 息 TSenergyGroup | 2015 27 Conclusioni Massima valorizzazione dellenergia termica dal motore Vendita solfato dammonio 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. 息 TSenergyGroup | 2015 28 Grazie per la cortese attenzione! Luca Fortini E l.fortini@bts-biogas.com I www.bts-biogas.com