Syngas

L'analizzatore MRU NOVAplus rappresenta una soluzione all'avanguardia per tutte le esigenze di controllo della combustione su impianti industriali, alimentati sia da combustibili tradizionali che da fonti rinnovabili quali biomasse, biogas e syngas.

ETG Risorse e Tecnologia, grazie all'esperienza accumulata in quasi 30 anni di analisi gas, e grazie alle numerose collaborazioni in essere con aziende leader del settore e università di tutta Europa ed in tutto il mondo, è in grado di fornire le soluzioni adatte per ogni impianto di produzione, trattamento e stoccaggio di biogas, biometano e syngas, e non solo.

A mcTER - Mostra Convegno Applicazioni di cogenerazione - abbiamo fatto una breve chiacchierata con Alberto Fassi, Direttore Commerciale di MTM Energia. MTM Energia opera da anni nella progettazione, produzione, installazione e manutenzione di impianti di cogenerazione e trigenerazione ad alto rendimento (CAR) da 6 a 2000 kWe, alimentati con vari tipi di combustibile (GAS NATURALE, SYNGAS, BIOGAS, OLIO VEGETALE). Gli impianti di cogenerazione MTM Energia sono costruiti sulle esigenze del cliente utilizzando componenti ai più alti livelli di qualità ed affidabilità.

I sistemi di cogenerazione alimentati da fonti rinnovabili, quali le biomasse, risultano di grande interesse per la produzione efficiente di energia in ambito industriale. Pertanto, scopo del presente lavoro è lo studio dell’integrazione, in tale contesto, di un sistema di cogenerazione alimentato da syngas prodotto tramite gassificazione di biomasse. Tale valutazione è stata sviluppata mediante la realizzazione di modelli matematici di simulazione per la modellazione di un impianto in assetto cogenerativo.

L’interesse nello sviluppo di sistemi di depurazione a caldo è comprensibile, in quanto consentono di semplificare il sistema riducendo gli scambiatori di calore necessari e migliorando l’efficienza dell’impianto di 1-2 punti percentuali. In questo contesto, il chemical looping è una tecnologia promettente consentendo di ottenere una efficacia di rimozione dello zolfo soddisfacente con benefici effetti su tutto il processo: riduzione delle perdite di energia a seguito dei minori scambi termici necessari e al fatto che il calore sensibile del gas di sintesi contribuisce direttamente al processo di combustione (temperatura di ingresso al combustore di 550 °C contro 250 °C nel caso tradizionale).

Con l’inizio del 2015 si sono concluse le attività di revisione della norma dedicata agli impianti per la produzione e l’utilizzo di gas da gassificazione da biomassa combustibile ad opera della CT 904 “Biogas da fermentazione anaerobica e syngas biogenico”. Il documento tecnico, da intendersi come strumento normativo atto ad agevolare la contrattazione tra committente/acquirente e fornitore della tecnologia, trova applicazione nel processo di acquisto e realizzazione di un impianto. Per tali ragioni, la norma è destinata principalmente a istituti bancari, produttori di tecnologia, società di progettazione e, dal momento che richiede specifiche procedure ai fini della tutela della salute umana e della salvaguardia dell’ambiente, la norma è di sicuro interesse anche per i comuni cittadini.

L'obiettivo è lo sviluppo di un modello di simulazione del processo di produzione di metanolo da petcoke. Si analizzano dapprima i processi di delayed coking e di gassificazione per evidenziare le peculiarità della riqualificazione dei residui di raffineria a dare syngas. L'analisi viene successivamente focalizzata sulla produzione di metanolo dal syngas così ottenuto, in un primo momento presentando i comuni processi industriali, successivamente sviluppando un modello di simulazione del processo. Il modello è quindi validato con riferimento ai risultati di un impianto industriale già progettato e sulla base di questi dati si determinano i valori dei gradi di libertà. Si presentano infine i risultati ottenuti e alcune analisi mirate a valutare l'effetto delle principali variabili operative e a migliorare l'efficienza energetica del processo.

Sono riprese le attività del Gruppo di Lavoro 904 “Bio-gas da fermentazione anaerobica e syngas biogenico” del CTI sul progetto di norma dedicato agli impianti di gassificazione alimentati a biomassa ligno-cellulosica. L’attività fa parte di un lungo percorso normativo che intende fornire uno strumento tecnico di facile interpretazione col fine di rendere la contrattazione tra committente/ acquirente e fornitore della tecnologia più semplice e soprattutto standardizzata. Pertanto, la normazione della gassificazione di biomassa ligno-cellulosica – nata dalla necessità di un gruppo di operatori riuniti nel “Club della Gassificazione”, ma anche, in un contesto più ampio, richiesta dallo stesso mercato ancora in cerca di un’affermazione su scala nazionale – è destinata principalmente a tutti i soggetti coinvolti nel processo di acquisto e realizzazione di un impianto.

Il lavoro di questa tesi sono state organizzate due campagne di prove con l’obiettivo di indagare su due fronti diversi: da una parte si è tentato di ottimizzare le performance del gassificatore in termini di composizione, produttività e potere calorifico del syngas attraverso la pianificazione di una campagna di co – gassificazione tra uno scarto di lavorazione derivante dal taglio stagionale della vite (sarmento) e un carbone tradizionale mentre dall’altra è stata pianificata una prova di gassificazione di una biomassa erbacea studiata e prodotta all’interno del CRIBE in modo da tentare di ricreare su piccola scala quello che potrebbe essere uno scenario concreto di utilizzo di “colture dedicate”.

Generalità sul processo di gassificazione. Il processo di gassificazione è ben noto dal secolo scorso e fino a oggi utilizzato su larga scala all'interno delle raffinerie come tecnologia fondamentale per convertire il carbone fossile e i residui petroliferi in gas di sintesi (syngas). L'innovazione, dunque, risulta dall'applicazione di questa tecnologia a impianti di piccola scala per la conversione di biomassa.

Il lavoro presenta un'analisi energetica ed economica di impianti IGCC integrati con una sezione di accumulo del syngas e con una turbina a gas per la copertura dei carichi intermedi e di punta. In questi impianti, una parte del syngas prodotto viene accumulata nei periodi di bassa richiesta elettrica e successivamente utilizzata per la produzione di energia nei periodi di punta (o comunque quando richiesto dal gestore della rete), pur mantenendo la sezione di gassificazione a carico costante.

Il processo di produzione di syngas (gas di sintesi) per pirolisi e gassificazione di cippato di legno presenta una complessità rilevante dal punto di vista impiantistico, in particolare per la sua gestione automatica. Questa, in tutte le sue fasi, dall'alimentazione della biomassa fino alla produzione di energia elettrica e termica, passando per tutte le sezioni di trattamento del syngas, è influenzata da un elevato numero di fattori.