Sfruttamento del calore in impianti a biogas
Zolfo
Proprio nel caso dei biogas il problema dello zolfo può avere un ruolo importante. Una progettazione ottimizzata del dispositivo è decisiva per assicurare una lunga durata degli scambiatori di calore e dei generatori di vapore. Il nostro reparto di progettazione troverà insieme a voi la migliore soluzione per il vostro caso.
A tale scopo sono da tenere presenti i seguenti punti fondamentali:
- La progettazione dello scambiatore di calore per gas di combustione viene eseguita in base ai dati sul funzionamento nominale (flusso dei gas di combustione, temperature dei gas, temperature dell'acqua di raffreddamento e così via)
- È necessario considerare che si possono verificare condizioni di esercizio critiche in caso di condizioni di funzionamento variabili.
- Ciò è particolarmente valido in caso di funzionamento a carico parziale, procedure di avvio e interruzione frequenti (ad esempio, a causa di una produzione limitata di biogas) o temperature dell'acqua di raffreddamento più basse rispetto a quelle specificate.
Nel gas di combustione sono presenti SO2 (anidride solforosa) e SO3 (anidride solforica) in egual misura.
Ad esempio, catalizzatori possono ossidare la SO2 trasformandola in SO3. Mentre la SO2 in forma di gas fluisce attraverso lo scambiatore di calore per gas di combustione, la SO3 può unirsi all'acqua e formare H2SO4 (acido solforico).
Concentrazioni anche limitate di SO3 possono far aumentare velocemente la temperatura del punto di condensazione. La SO3 è determinante per la temperatura del punto di condensazione dell'acido.
Al contrario della SO2 inerte, la SO3 genera immediatamente una reazione con l'acqua presente nel gas, con conseguente creazione di acido solforoso (H2SO3) e successivamente acido solforico (H2SO4).
A causa della estrema differenza nella temperatura di ebollizione di H2O (acqua) (100°C) e H2SO4 (338°C), in caso di condensazione al di sotto delle condizioni del punto di rugiada anche con concentrazioni limitate di H2SO4 nel gas di combustione si ottengono elevate concentrazioni dell'acido nella condensa.
Il contenuto di SO3 dipende, tra l'altro, dal contenuto di zolfo del combustibile, dal tipo di combustione, dall'evacuazione dei fumi, dall'apporto di ossigeno rispetto al valore dell'eccesso d'aria, dalla capacità di assorbimento del pulviscolo e dei sedimenti.
È pertanto ovvia la conseguente presenza di valori di zolfo elevati nel gas combustibile.
Perdita di pressione
A causa della temperatura di uscita del gas di combustione più elevata è generalmente possibile utilizzare tubi di fumo "di grandi dimensioni" , purché vengano rispettate le lunghezze di costruzione previste. L'esperienza dimostra che per il funzionamento a biogas non devono essere utilizzati tubi di fumo con un diametro interno inferiore a 20 mm. Come mostrato nel grafico, in tal modo si riduce notevolmente l'aumento di pressione causato da intasamento e il tempo richiesto per la pulizia, in virtù del numero ridotto di tubi, rispetto a misure inferiori dei tubi.
Formaldeide
L'impiego di catalizzatori determina un'ulteriore ossidazione della SO2 in SO3. Pertanto è assolutamente necessaria una desolforizzazione mediante filtri di carbone attivo. Il filtro di carbone attivo funziona in un ambito di umidità del gas ben definito. Tale contenuto di umidità può essere regolato con la nuova tecnologia FriCon di APROVIS per la deumidificazione del gas, per ottenere un'efficienza ottimale. Grazie alla tecnologia FriCon è possibile ottenere quanto segue:
- Limitazione della quantità di condensa nella successiva conduttura del gas
- Distacco parziale di H2S (acido solfidrico), NH3 (ammoniaca) e legami organici di silicio
- Distacco di sostanze in sospensione
- Miglioramento del potere calorifico
