IT202100023411A1 - Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica - Google Patents
Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica Download PDFInfo
- Publication number
- IT202100023411A1 IT202100023411A1 IT102021000023411A IT202100023411A IT202100023411A1 IT 202100023411 A1 IT202100023411 A1 IT 202100023411A1 IT 102021000023411 A IT102021000023411 A IT 102021000023411A IT 202100023411 A IT202100023411 A IT 202100023411A IT 202100023411 A1 IT202100023411 A1 IT 202100023411A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- biogas
- treatment
- unit
- production
- purification device
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims description 27
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 81
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 79
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 47
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 46
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 42
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 27
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 241000605272 Acidithiobacillus thiooxidans Species 0.000 claims description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 description 10
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 10
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfide Chemical compound CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N Diethyl sulfide Natural products CCSCC LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
- C12M43/08—Bioreactors or fermenters combined with devices or plants for production of electricity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
- H01M8/0675—Removal of sulfur
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
METODO E APPARATO DI PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA BIOMASSA
ORGANICA
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce in generale al settore tecnico della produzione di energia elettrica ed in particolare si riferisce ad un metodo ed un apparato per la produzione di energia elettrica a partire da biomassa organica. Ancora pi? in particolare, il presente trovato riguarda un apparato e un metodo per la produzione di energia elettrica da biogas, ottenuto ad esempio attraverso un digestore anaerobico.
Al giorno d?oggi l?interesse verso le materie di scarto nelle aziende ? molto elevato. Tali materie di scarto rappresentano spesso un problema per le imprese, dato che spesso non vengono riutilizzate ed il loro smaltimento rappresenta una spesa.
Negli ultimi anni si sta quindi cercando di valutare come tali materie di scarto possano essere utilizzate o riciclate, eventualmente anche per rappresentare una voce di profitto per le aziende, oltre a diminuire l?impatto ambientale. Ci? vale anche per gli scarti di tipo organico.
Nel settore della produzione di energia elettrica ? infatti noto utilizzare scarti organici per la produzione di biogas prima e di energia poi. Infatti, a causa dell?elevata quantit? di rifiuti organici prodotti, il potenziale energetico del biogas ? oggi tenuto fortemente in considerazione.
La tecnica nota prevede tradizionalmente di trattare gli scarti organici in un digestore anaerobico per la produzione di biogas il quale poi ? utilizzato in un motore a combustione interna per la produzione di energia elettrica.
Tale tecnologia nota ? tuttavia caratterizzata da diversi svantaggi. Innanzitutto, il rendimento di tale tecnologie note ? piuttosto contenuto. In altre parole, la resa energetica degli impianti configurati per la produzione di energia da biogas ottenuto, ad esempio, attraverso un digestore anaerobico non risulta ottimale. Nel dettaglio, in tali tecnologie note, non solo la resa di produzione di energia elettrica risulta bassa, ma vi sono elevate quantit? di energia termica che vengono prodotte e non utilizzate. Conseguentemente, anche dal punto di vista dell?energia termica, il rendimento di tali tecnologie risulta molto contenuto.
Il presente trovato parte quindi dalla posizione del problema tecnico di fornire un apparato ed un metodo che consentano di andare incontro alle necessit? sopra menzionate con riferimento alla tecnica nota, e di superare i suddetti inconvenienti e/o che consenta di conseguire ulteriori vantaggi.
Ci? ? ottenuto mediante un apparato ed un metodo secondo le rispettive rivendicazioni indipendenti. Caratteristiche secondarie del presente trovato sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.
Nel dettaglio, il presente trovato ha come oggetto un apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica. Tale apparato comprende una unit? di produzione di biogas, la quale ? configurata per produrre biogas da biomassa organica e preferibilmente comprende un digestore anaerobico. L?apparato comprende ulteriormente una unit? di trattamento del biogas prodotto dall?unit? di produzione di biogas, che ? configurata per una purificazione di tale biogas. In altre parole, tale purificazione di biogas prevede, o comprende, la diminuzione e/o la rimozione di impurit? del biogas. Tali impurit? comprendono acido solfidrico. Altre impurit? possono comprendere componenti solforati come solfuro di dietile o dimetile, ossigeno, azoto, ammoniaca, silossani, composti organici volatili, particolato. L?unit? di trattamento di biogas comprende almeno un primo dispositivo di purificazione configurato per un trattamento biologico del biogas prodotto dall?unit? di produzione, configurato per rimuovere impurit? da tale biogas. L?apparato comprende ulteriormente una unit? di produzione di energia elettrica dal biogas purificato dall?unit? di trattamento. Tale unit? di produzione di energia elettrica comprende un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido, configurato per la produzione di energia elettrica. Tale dispositivo a cella combustibile ad ossido solido pu? comprendere una cella, o pila, a combustibile ad ossido solido (SOFC).
Vantaggiosamente quindi, rispetto alle tecnologie note, l?apparato secondo il presente trovato prevede l?utilizzo di un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido per la produzione di energia elettrica. Questo, oltre a favorire un amplificato beneficio dalla conversione di un materiale originariamente di scarto e impattante sull?ambiente, consente di ottenere efficienze di conversione di energia maggiori rispetto ai sistemi correntemente utilizzati, oltre che ad una importante riduzione delle emissioni gassose inquinanti e serra. In particolare, le pile a combustibile ad ossido solido garantiscono elevati rendimenti, con conseguente maggior produzione di energia elettrica a parit? di biogas utilizzato rispetto alle tecnologie note. Infatti, le pile a combustibile ad ossido solido lavorano sulla conversione diretta dell?energia chimica del combustibile in energia elettrica, evitando la fase intermedia di produzione di energia termica da combustione, tipica dei motori a combustione interna. Conseguentemente, il rendimento di produzione di energia elettrica aumenta e la maggiore quantit? di energia elettrica generata pu? tradursi in un aumento di guadagni, in caso ad esempio di vendita di energia elettrica prodotta, o in generale di benefici per l?utilizzatore, che ha a disposizione un maggior quantitativo di energia elettrica utilizzabile o immagazzinabile per un successivo uso.
Inoltre, vantaggiosamente, la purificazione del biogas prodotto dall?unit? di produzione attraverso il primo dispositivo di purificazione che, come detto, prevede un trattamento biologico di tale biogas, consente una efficace riduzione di alcune impurit? presenti nel biogas, in particolare di acido solfidrico. Vantaggiosamente, tale riduzione di impurit?, in particolare di acido solfidrico, ? compresa tra l?85% e il 95%, ed ? preferibilmente pari al 90%, rispetto al quantitativo di impurit?, in particolare di acido solfidrico, presente nel biogas prodotto dall?unit? di produzione.
In particolare, secondo un aspetto preferito del presente trovato, il primo dispositivo di purificazione ? configurato per ridurre l?acido solfidrico nel biogas attraverso microorganismi, preferibilmente batteri, preferibilmente Thiobacillus Thiooxidans. Preferibilmente inoltre, il primo dispositivo di purificazione ? configurato per trattare il biogas tramite tali microorganismi ad un pH compreso tra 1,3 e 3. Vantaggiosamente, l?abbattimento di acido solfidrico tramite l?utilizzo di microorganismi consente di contenere notevolmente i costi di manutenzione del primo dispositivo di purificazione rispetto, ad esempio, all?utilizzo di tradizionali processi fisico-chimici di abbattimento.
Secondo un ulteriore aspetto preferito del presente trovato, inoltre, l?apparato pu? comprendere un secondo dispositivo di purificazione configurato per una ulteriore riduzione delle impurit? del biogas, in particolare dell?acido solfidrico. Preferibilmente, tale secondo dispositivo di purificazione ? configurato per un absorbimento di tali impurit?, in particolare di acido solforico e preferibilmente comprende un absorbitore a ossido di ferro, preferibilmente Fe2O3.
Vantaggiosamente, il primo ed il secondo dispositivo di purificazione sono configurati per una riduzione di acido solfidrico nel biogas al di sotto di 1 ppm, preferibilmente inferiore a 0,5 ppm.
Preferibilmente, l?apparato comprende un terzo dispositivo di purificazione configurato per una ulteriore riduzione delle impurit? del biogas trattato dal secondo dispositivo di purificazione. Preferibilmente, tale secondo dispositivo di purificazione ? configurato per un adsorbimento di tali impurit?, in particolare di silossani e composti organici volatili e comprende preferibilmente un adsorbitore a carbone attivo. Vantaggiosamente quindi, il terzo dispositivo di purificazione consente di ridurre ulteriori impurit? presenti nel biogas.
Vantaggiosamente, la riduzione di tali ulteriori impurit? prevede di incrementare l?affidabilit? del dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido, salvaguardandone la vita e la durata.
Preferibilmente, secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, l?unit? di produzione di energia elettrica comprende ulteriormente una unit? di recupero termico. Quest?ultima pu? essere configurata per un recupero di energia termica prodotta dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido. Ne consegue che, vantaggiosamente, l?apparato secondo il presente trovato ? un apparato cogenerativo. In altre parole, l?apparato secondo il presente trovato pu? essere configurato sia per la produzione di energia elettrica, sia per la produzione di energia termica, quest?ultima sfruttando preferibilmente il calore generato dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido. Conseguentemente, vantaggiosamente, l?apparato secondo il presente trovato permette di ridurre ulteriormente le emissioni, migliorando l?efficienza complessiva e riducendo l?impatto ambientale.
Preferibilmente inoltre, secondo un aspetto del presente trovato, l?energia termica ricavata dall?unit? di recupero termico dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido pu? essere utilizzata per il funzionamento del secondo dispositivo di purificazione. In altre parole, l?energia termica recuperata dall?unit? di recupero termica pu? essere utilizzata per il funzionamento del secondo dispositivo di purificazione.
Secondo un ulteriore aspetto preferito, l?apparato secondo il presente trovato comprende ulteriormente una pompa di calore operativamente associata al dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido. Tale pompa di calore ? configurata per la produzione di energia frigorifera. Vantaggiosamente quindi, rispetto alle tradizionali tecnologie, l?apparato secondo il presente trovato consente di produrre, oltre ad energia elettrica, energia termica e frigorifera. In altre parole, vantaggiosamente, l?apparato secondo il presente trovato prevede il recupero e il riutilizzo del calore di scarto prodotto. Conseguentemente quindi, secondo tale aspetto, l?apparato secondo il presente trovato pu? essere un impianto trigenerativo. In altre parole, tramite l?apparato secondo il presente trovato, ? possibile generare e utilizzare in combinazione energia elettrica, termica e frigorifera. Il presente trovato ha come ulteriore oggetto un metodo di produzione di energia elettrica da biomassa organica. Tale metodo prevede una fase di produzione di biogas da biomassa organica attraverso una unit? di produzione di biogas. Quest?ultima comprende preferibilmente un digestore anaerobico. Il metodo prevede una fase di trattamento del biogas prodotto dalla fase di produzione di biogas. Questa fase di trattamento comprende un primo trattamento del biogas attraverso microorganismi configurati per una riduzione dell?acido solfidrico nel biogas prodotto nella fase di produzione di biogas. Il metodo comprende ulteriormente una fase di produzione di energia elettrica attraverso un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido dal biogas trattato nella fase di trattamento.
Secondo un aspetto preferito del presente trovato, il primo trattamento del biogas prevede l?utilizzo di batteri, preferibilmente Thiobacillus Thiooxidans, ad un pH compreso tra 1,3 e 3. Vantaggiosamente, tali batteri favoriscono una riduzione dell?acido solfidrico nel biogas fino al 90%.
Secondo un ulteriore aspetto preferito, la fase di trattamento del biogas prevede un secondo trattamento del biogas stesso, successivo al primo trattamento. Tale secondo trattamento prevede di absorbire impurit?, in particolare acido solfidrico. Preferibilmente, tale secondo trattamento ? effettuato tramite un absorbitore ad ossido di ferro, preferibilmente Fe2O3. Vantaggiosamente, il primo ed il secondo trattamento sono configurati per una riduzione di acido solfidrico nel biogas al di sotto di 1 ppm, preferibilmente inferiore a 0,5 ppm.
Preferibilmente, il metodo pu? inoltre prevedere una fase di recupero di energia termica dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido. Tale fase di recupero di energia termica pu? essere effettuata preferibilmente da una unit? di recupero di energia termica. Preferibilmente inoltre, l?energia termica recuperata dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido tramite l?unit? di recupero di energia termica, pu? essere utilizzata per il funzionamento della fase di secondo trattamento del biogas.
Secondo un ulteriore aspetto preferito del presente trovato, la fase di trattamento del biogas prevede un terzo trattamento del biogas stesso, successivo al secondo trattamento, per la riduzione di impurit? presenti nel biogas, preferibilmente silossani e composti organici volatili. Tale terzo trattamento del biogas prevede un adsorbimento di tali impurit?, preferibilmente tramite un adsorbitore comprendente carbone attivo.
Preferibilmente, il metodo secondo il presente trovato pu? comprendere una ulteriore fase di produzione di energia frigorifera. Ne consegue che, vantaggiosamente, il metodo secondo il presente trovato consente di produrre, oltre ad energia elettrica, energia termica e frigorifera.
Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalit? d'impiego dell'oggetto del presente trovato risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.
? comunque evidente come ciascuna forma di realizzazione dell'oggetto del presente trovato possa presentare uno o pi? dei vantaggi sopra elencati; in ogni caso non ? richiesto che ciascuna forma di realizzazione presenti simultaneamente tutti i vantaggi elencati.
Verr? fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
- le Figure 1 mostra una vista schematica di un apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica secondo un aspetto del presente trovato.
Il presente trovato ? relativo ad un apparato 100 e ad un metodo di produzione di energia elettrica da biomassa organica.
In generale, l?apparato 100 ? configurato per, ed il metodo prevede di, produrre biogas da biomassa organica, purificare tale biogas prodotto e generare energia elettrica a partire da tale biogas purificato tramite un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido.
Nell?ambito del presente trovato, con l?espressione ?purificazione di biogas? si intende la rimozione dal biogas, o la riduzione della presenza nello stesso biogas, di impurit?. Tali impurit? possono comprendere o essere costituite da acido solfidrico, composti solforati quali solfuro di dietile o solfuro di dimetile, ossigeno, ammoniaca, azoto, silossani, composti organici volatili, particolato.
Nel dettaglio, l?apparato 100 di produzione di energia elettrica da biomassa organica secondo il presente trovato comprende una unit? di produzione 10 di biogas. Tale unit? di produzione 10 di biogas ? configurata per la produzione di biogas a partire da biomassa organica e comprende un digestore anaerobico 1.
In particolare, l?apparato 100 pu? essere configurato per trattare biomassa organica di scarto affinch? diventi un substrato di alimentazione di tale digestore anaerobico 1. Quest?ultimo ? configurato per produrre biogas, ovvero una miscela comprendente metano, preferibilmente con una percentuale in volume rispetto al totale compresa tra il 60 ed il 65%, anidride carbonica, con una percentuale in volume compresa tra il 30% e il 45%, e impurit?. Queste ultime possono comprendere acido solfidrico, composti solforati comprendenti solfuro di dietile e solfuro di dimetile, ossigeno, azoto, ammoniaca, silossani, composti organici volatili e particolato.
L?apparato 100 comprende, secondo il presente trovato una unit? di trattamento 20 configurata per purificare il biogas prodotto dall?unit? di produzione 10 di biogas. In altre parole, tale unit? di trattamento 20 ? configurata in particolare per ridurre o abbattere il quantitativo di impurit? presenti nel biogas prodotto dall?unit? di produzione 10. Nello specifico, l?unit? di trattamento 20 ? configurata per ridurre in particolare il quantitativo di acido solfidrico nel biogas. Preferibilmente, l?unit? di trattamento 20 ? configurata affinch? il quantitativo di acido solfidrico nel biogas sia minore di 1 ppm, preferibilmente minore di 0,5 ppm. Preferibilmente inoltre, l?unit? di trattamento 20 ? configurata per ridurre il quantitativo di ulteriori impurit?, preferibilmente silossani e composti organici volatili.
Pi? nello specifico, l?unit? di trattamento 20 comprende almeno un primo dispositivo di purificazione 21. Tale primo dispositivo di purificazione 21 ? configurato per effettuare un trattamento biologico al biogas prodotto dall?unit? di produzione 10. In particolare, il primo dispositivo di purificazione 21 ? configurato per una prima rimozione di impurit? in detto biogas. Ancora pi? nel dettaglio, il primo dispositivo di purificazione ? configurato per una riduzione di acido solfidrico dal biogas prodotto dall?unit? di produzione 10. Tale riduzione di acido solfidrico avviene attraverso microorganismi.
In altre parole, il primo dispositivo di purificazione 21 ? configurato per una purificazione di tipo biologico del biogas prodotto dall?unit? di produzione 10, volta in particolare alla riduzione del quantitativo di acido solfidrico nel biogas stesso. Preferibilmente, il primo dispositivo di purificazione 21 ? un dispositivo di bio-trickling. Vantaggiosamente tale tecnologia risulta particolarmente economica.
Preferibilmente, il primo dispositivo di purificazione 21 ? configurato per una riduzione di acido solfidrico attraverso microorganismi. Pi? preferibilmente questi comprendono Thiobacillus Thiooxidans. Inoltre, preferibilmente, il primo dispositivo di purificazione 21 ? configurato per un trattamento del biogas attraverso tali microorganismi ad un pH compreso tra 1,3 e 3.
Preferibilmente, il primo dispositivo di purificazione 21 comprende una pluralit? di pareti che definiscono un ambiente interno a detto dispositivo di purificazione 21, configurato, in uso, per accogliere il biogas prodotto dall?unit? di produzione 10 e i microorganismi. Al fine di favorire l?attivit? di questi ultimi, tale ambiente interno ? configurato per essere mantenuto ad una temperatura compresa tra i 25?C e i 35?C, preferibilmente pari a 30?C, ad esempio per mezzo di un termostato. Inoltre, tale ambiente interno ? configurato per avere un pH compreso tra 1,3 e 3, preferibilmente pari a 1,5.
Vantaggiosamente, il primo dispositivo di purificazione 21 consente un abbattimento di acido solfidrico fino ad una quantit? compresa tra 2 e 104 ppm. Preferibilmente, la capacit? di rimozione di acido solfidrico dal biogas da parte del primo dispositivo di purificazione aumenta progressivamente con il tempo, raggiungendo il 90% dopo un tempo compreso tra 8 e 12 giorni, preferibilmente pari a 10 giorni.
Al fine di ridurre ulteriormente le impurit? presenti nel biogas proveniente dalla unit? di produzione 10 e passante per il primo dispositivo di purificazione 21, l?unit? di trattamento 20 dell?apparato 100 pu? comprendere ulteriormente un secondo dispositivo di purificazione 22. In altre parole, il primo dispositivo di purificazione 21 ed il secondo dispositivo di purificazione 22 sono disposti in serie. Tale secondo dispositivo di purificazione 22 ? preferibilmente configurato per un trattamento chimico-fisico del biogas uscente dal primo dispositivo di purificazione 21. Preferibilmente, il secondo dispositivo di purificazione 22 ? configurato per un absorbimento di impurit?, in particolare di acido solfidrico. In altre parole, il secondo dispositivo di purificazione ? configurato per una ulteriore rimozione di acido solfidrico.
In particolare, il secondo dispositivo di purificazione 22 ? configurato per absorbire le impurit? del biogas proveniente dal primo dispositivo di purificazione 21, in particolare acido solfidrico, all?interno di un materiale compreso nel secondo dispositivo di purificazione 22 stesso.
Secondo un aspetto preferito, il secondo dispositivo di purificazione 22 comprende un absorbitore ad ossido di metallo. Quale ossido di metallo pu? essere utilizzato l?ossido di zinco, commercialmente disponibile ed efficace ed efficiente nell?absorbimento di acido solfidrico. L?utilizzo di ossido di zinco come materiale absorbente richiede tuttavia una bassa velocit? di attraversamento di biogas, temperature di reazione comprese tra 300?C e 400?C e basse concentrazioni di vapore e CO nel biogas.
Alternativamente come ossido di metallo ? possibile utilizzare l?ossido di rame in combinazione con l?ossido di manganese. In questo caso, la capacit? di assorbimento ? fortemente influenzata dal contenuto di acqua nel biogas.
Preferibilmente, il secondo dispositivo di purificazione 22 comprende un assorbitore ad ossido di ferro, preferibilmente costituito da, o comprendente, Fe2O3.
All?ossido metallico ? inoltre preferibile abbinare materiali inerti di supporto, quali ad esempio Cu, SiO2, Al2O3 e TiO2. Tali materiali aumentano la stabilit? meccanica dell?ossido metallico. Inoltre, rendono quest?ultimo efficiente in un intervallo di temperature di reazione ampio, compreso ad esempio tra 20?C e 400?C.
Preferibilmente, tale secondo dispositivo di purificazione 22 ha una capacit? di assorbimento maggiore di 550 mg/g a temperatura ambiente ed una densit? di riempimento compresa tra 0,7 e 0,75 kg/l. Inoltre, tale secondo dispositivo di purificazione 22 pu? avere una area specifica compresa tra 70 e 80 m<2>/g e avere una precisione di desolforazione (acido solfidrico) inferiore a 0,5 ppm con un tempo di contatto compreso tra 20 e 40 secondi, preferibilmente pari a 30 secondi.
Vantaggiosamente, il primo dispositivo di purificazione 21 ed il secondo dispositivo di purificazione 22 sono configurati per ridurre la quantit? di acido solfidrico fino a valori inferiori a 1 ppm, preferibilmente inferiori a 0,5 ppm.
Come anticipato, il primo dispositivo di purificazione 21 ed il secondo dispositivo di purificazione 22 sono particolarmente configurati per ridurre la quantit? di acido solfidrico dal biogas. Al fine di ridurre ulteriori impurit?, preferibilmente diverse dall?acido solfidrico, l?unit? di trattamento 20 dell?apparato 100 pu? comprendere un terzo dispositivo di purificazione 23. Tale terzo dispositivo di purificazione 23 ? configurato per una ulteriore riduzione impurit? nel biogas purificato dal primo dispositivo di purificazione 21 e dal secondo dispositivo di purificazione 22. Preferibilmente, il terzo dispositivo di purificazione 23 ? configurato per rimuovere dal biogas, o ridurre il contenuto di, impurit? quali silossani e composti organici volatili e pu? comprendere un adsorbitore carboni attivi. Il terzo dispositivo di purificazione 23 ? in particolare configurato per un adsorbimento di tali impurit? e pu? comprendere un carbone di purificazione dei gas altamente adsorbente, comprendente pellets aventi un diametro compreso tra 3 e 4 mm. Vantaggiosamente, tale terzo dispositivo di purificazione 23 ha una bassa abrasione e una garantisce una bassa perdita di pressione nel gas che lo attraversa.
Preferibilmente, il terzo dispositivo di purificazione 23 comprende un adsoritore a carbone attivi. In particolare, il carbone attivo viene reso tale attraverso una sua parziale ossidazione con vapore d?acqua o aria a temperature elevate, ad esempio comprese tra 700?C e 1000?C. L?adsorbitore a carboni attivi ? in grado di rimuovere molte impurit? nel biogas, sia acido solfidrico, sia silossani, sia composti organici volatili. La capacit? di rimozione delle impurit? dell?adsorbitore a carboni attivi del terzo dispositivo di purificazione pu? essere aumentata impregnando i carboni attivi con ulteriori sostanze, come NaOH, KOH, NaCO3.
Alternativamente ai carboni attivi, l?adsorbitore del terzo dispositivo di purificazione pu? essere a zeoliti, a gel di silice o polimerici.
In altre parole quindi, l?apparato 100 pu? comprendere un primo, un secondo ed un terzo dispositivo di purificazione, rispettivamente 21, 22 e 23, preferibilmente disposti in serie. Tali primo, secondo e terzo dispositivo di purificazione, rispettivamente 21, 22 e 23, sono configurati per una purificazione del biogas, in modo tale che biogas purificato possa essere utilizzato in un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido per la produzione di energia elettrica.
L?apparato 100 comprende ulteriormente una unit? di produzione di energia elettrica 30 dal biogas purificato dall?unit? di trattamento 20. Preferibilmente, l?unit? di produzione di energia elettrica 30 comprende un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31. Quest?ultimo, preferibilmente, ? configurato per la produzione di energia elettrica e termica. Nel dettaglio, il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 pu? essere un dispositivo elettrochimico per la produzione di energia elettrica, e preferibilmente anche energia termica, dal biogas purificato dall?unit? di trattamento. Il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido pu? comprendere una cella, o pila, a combustibile ad ossido solido (SOFC). Preferibilmente inoltre, il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 pu? comprendere una unit? di reforming del biogas purificato dall?unit? di trattamento 20, in cui tale unit? di reforming ? configurata per trattare tale biogas purificato, che comprende metano e anidride carbonica, in modo da ottenere una corrente ricca di idrogeno adatta ad essere trattata dalla cella a combustibile ad ossido solido. Il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 pu? inoltre comprendere un dispositivo di conversione dell?energia elettrica prodotta dalla cella a combustibile ad ossido solido. Quest?ultima, ad esempio, pu? essere configurata per la produzione di corrente continua, ed il dispositivo di conversione pu? essere configurato per la conversione di quest?ultima in corrente alternata.
Preferibilmente, il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido dell?unit? di produzione di energia elettrica 30 pu? comprendere mezzi per la rimozione di coke dal biogas purificato dall?unit? di trattamento 20. Preferibilmente, tali mezzi possono consistere nel drogaggio dell?anodo, preferibilmente costituito o comprendente nickel, del dispositivo a cella a combustibile ad ossidi solidi. Tale drogaggio pu? essere effettuato con sostanze come oro, rame e molibdeno. In combinazione o in alternativa, tali mezzi possono comprendere strati protettivi a base di ceria, con metalli meno preziosi di quelli precedentemente elencati, o acido organico naturale. Vantaggiosamente, mediante tali mezzi, ? possibile ottenere un anodo resistente alla deposizione di coke.
Secondo un aspetto del presente trovato, l?unit? di produzione di energia elettrica 30 pu? comprendere una unit? di recupero termico 33. Preferibilmente, tale unit? di recupero termico 33 ? operativamente associata al dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31. Nel dettaglio, l?unit? di recupero termico 33 pu? essere configurata per un recupero di energia termica prodotta dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31. In altre parole, l?unit? di recupero termico 33 ? configurata per sfruttare le alte temperature alle quali opera il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 in modo tale da non sprecare, o sostanzialmente non sprecare, energia termica. In questo modo, vantaggiosamente, l?apparato 100 secondo il presente trovato ? un impianto di cogenerazione. Infatti, i gas ad alta temperatura prodotti dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido, che lavora a temperature comprese tra 700?C e 1000?C, possono essere sfruttati tramite tale unit? di recupero termico 33. Inoltre, tra il dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 e l?unit? di recupero termico 33 pu? essere interposto un post combustore, configurato per ossidare completamente i gas combustibili residui in uscita dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31, in particolare dalla cella a combustibile ad ossido solido, al fine di generare calore. Quest?ultimo, preferibilmente, pu? essere trattato dall?unit? di recupero termico 33.
Vantaggiosamente quindi, in altre parole, anche l?energia termica prodotta dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 pu? essere riutilizzata, riducendo quindi gli scarti prodotti dall?apparato 100 stesso e migliorandone ulteriormente il rendimento complessivo. Ad esempio, l?unit? di recupero termico 33 pu? comprendere un, o consistere in, uno scambiatore di calore.
Inoltre, preferibilmente, l?energia termica recuperata dall?unit? di recupero termico 33 pu? essere utilizzata per il funzionamento del secondo dispositivo di purificazione 22. In combinazione o in alternativa, l?energia termica recuperata dall?unit? di recupero termico 33 pu? essere utilizzata per il funzionamento dell?unit? di produzione di biogas 10, in particolare del digestore anaerobico.
L?unit? di produzione di energia elettrica 30 dell?apparato 100 secondo il presente trovato pu? inoltre comprendere una pompa di calore 32, ad esempio a compressione o ad assorbimento. Preferibilmente, tale pompa di calore 32 ? operativamente associata al dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 ed ? configurata per la produzione di energia frigorifera. Ad esempio, parte dell?energia elettrica e/o termica prodotta dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 pu? essere trasformata in energia frigorifera da tale pompa di calore 32. Inoltre, nel caso in cui la pompa di calore 32 sia ad assorbimento, essa pu? essere operativamente collegata con l?unit? di recupero termico 33 e sfruttare quindi il funzionamento di quest?ultimo. In questo caso l?apparato 100 ? un impianto trigenerativo.
La presente divulgazione ha come ulteriore oggetto un metodo di produzione di energia elettrica da biomassa organica.
Nel descrivere tale metodo, gli elementi dell?apparato 100 coinvolti nel metodo ed aventi la medesima funzione e la medesima struttura degli elementi precedentemente descritti conservano il medesimo numero di riferimento e non sono nuovamente descritti nel dettaglio.
In particolare, il metodo secondo il presente trovato comprende una fase di produzione di biogas da biomassa organica. Preferibilmente, tale fase avviene tramite una unit? di produzione 10 di biogas, che ad esempio pu? comprendere un digestore anaerobico configurato per la produzione di biogas a partire da biomassa organica.
Il metodo prevede ulteriormente una fase di trattamento del biogas prodotto nella fase di produzione. Tale fase di trattamento prevede di rimuovere, o ridurre, le impurit? presenti nel biogas, principalmente acido solfidrico, silossani e composti organici volatili.
In particolare, la fase di trattamento comprende un primo trattamento di biogas attraverso microorganismi configurati per una riduzione di acido solfidrico nel biogas.
Tale primo trattamento prevede l?utilizzo di microorganismi, preferibilmente batteri, che possono comprendere Thiobacillus Thiooxidans ad un pH compreso tra 1,3 e 3, preferibilmente pari a 1,5, preferibilmente ad una temperatura compresa tra 25?C e 35?C, preferibilmente pari a 30?C. Preferibilmente, tale primo trattamento ? effettuato da un primo dispositivo di purificazione 21. Vantaggiosamente, tale primo trattamento del biogas consente un abbattimento di acido solfidrico fino ad una quantit? compresa tra 2 e 104 ppm. Preferibilmente, la capacit? di rimozione di acido solfidrico dal biogas in tale primo trattamento aumenta progressivamente con il tempo, raggiungendo il 90% dopo un tempo compreso tra 8 e 12 giorni, preferibilmente pari a 10 giorni.
Preferibilmente, la fase di trattamento pu? inoltre prevedere un secondo trattamento del biogas, successivo al primo trattamento. Tale secondo trattamento ? ulteriormente configurato per la rimozione di impurit? del biogas, in particolare acido solfidrico. Nel dettaglio, il secondo trattamento pu? prevedere un adsorbimento di acido solfidrico. Preferibilmente, tale secondo trattamento ? effettuato da un secondo dispositivo di purificazione 22. In particolare, il secondo trattamento ? preferibilmente effettuato da un assorbitore ad ossido di ferro, preferibilmente costituito da, o comprendente, Fe2O3.
Preferibilmente, il primo ed il secondo trattamento sono vantaggiosamente configurati per ridurre la quantit? di acido solfidrico nel biogas fino a valori inferiori a 1 ppm, preferibilmente inferiori a 0,5 ppm.
Il metodo pu? inoltre prevedere una fase di recupero di energia termica dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31. Tale fase di recupero di energia termica ? effettuata da una unit? di recupero di energia termica 33. Preferibilmente inoltre, l?energia termica recuperata dal dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31 tramite l?unit? di recupero di energia termica 33, che preferibilmente pu? consistere in, o comprendere, uno scambiatore di calore, pu? essere utilizzata per il funzionamento della fase di secondo trattamento del biogas, preferibilmente per il funzionamento del secondo dispositivo di purificazione 22. In combinazione o in alternativa, l?energia termica recuperata dalla fase di recupero di energia termica pu? essere utilizzata per il funzionamento della fase di produzione di biogas da biomassa organica, e preferibilmente, nel dettaglio, dell?unit? di produzione di biogas 10.
Secondo un ulteriore aspetto preferito, la fase di trattamento del biogas prodotto dalla fase di produzione pu? comprendere un terzo trattamento, successivo al secondo trattamento, e volto all?ulteriore rimozione di impurit? dal biogas. Preferibilmente, il terzo trattamento prevede un adsorbimento di impurit? in detto biogas, in particolare di silossani e composti organici volatili. Preferibilmente, tale terzo trattamento prevede un adsorbimento di tali impurit?, preferibilmente tramite un adsorbitore, preferibilmente a carboni attivi. Tale terzo trattamento pu? essere effettuato da un terzo dispositivo di purificazione 23.
Il metodo oggetto del presente trovato comprende ulteriormente una fase di produzione di energia elettrica dal biogas trattato nella fase di trattamento. Tale fase di produzione di energia elettrica ? effettuata tramite un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31, che preferibilmente comprende una cella a combustibile ad ossido solido. Preferibilmente, quest?ultima pu? essere configurata anche per la produzione di energia termica.
Il metodo pu? inoltre comprendere preferibilmente una fase di produzione di energia frigorifera. Preferibilmente tale fase pu? essere effettuata tramite una pompa di calore 32 a compressione o ad assorbimento operativamente associata al dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido 31.
Il presente trovato, descritto secondo delle forme di realizzazione preferite, permette di raggiungere il compito e gli scopi preposti per il superamento dei limiti della tecnica nota.
L'oggetto del presente trovato ? stato fin qui descritto con riferimento a sue forme di realizzazione. ? da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte.
Claims (14)
1. Apparato (100) di produzione di energia elettrica da biomassa organica comprendente una unit? di produzione di biogas (10) configurata per la produzione di biogas da detta biomassa organica, detta unit? di produzione di biogas (10) comprendendo un digestore anaerobico, detto apparato (100) comprendendo ulteriormente una unit? di trattamento (20) di biogas configurata per una purificazione di biogas prodotto da detta unit? di produzione di biogas (10), detta unit? di trattamento (20) di biogas comprendendo almeno un primo dispositivo di purificazione (21) configurato per un trattamento biologico di biogas prodotto da detta unit? di produzione di biogas (10), in cui detto primo dispositivo di purificazione (21) ? configurato per rimuovere impurit? in detto biogas prodotto da detta unit? di produzione di biogas (10), in cui detto apparato (100) comprende ulteriormente una unit? di produzione di energia elettrica (30) da detto biogas purificato da detta unit? di trattamento (20), in cui detta unit? di produzione di energia elettrica (30) comprende un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido (31).
2. Apparato (100) secondo la rivendicazione 1, in cui l?unit? di produzione di energia elettrica (30) comprende ulteriormente una unit? di recupero termico (33) configurata per un recupero di energia termica da detto dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido (31).
3. Apparato (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno primo dispositivo di purificazione (21) ? configurato per una riduzione di H2S da detto biogas prodotto da detta unit? di produzione di biogas (10) attraverso microorganismi.
4. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti microorganismi comprendono batteri, preferibilmente Thiobacillus Thiooxidans, in cui detto primo dispositivo di purificazione (21) ? configurato per un trattamento di detto biogas tramite detti microorganismi ad un pH compreso tra 1,3 e 3.
5. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di trattamento (20) ulteriormente comprende un secondo dispositivo di purificazione (22), in cui detto secondo dispositivo di purificazione (22) ? configurato per una ulteriore riduzione impurit? nel biogas purificato da detto primo dispositivo di purificazione (21), detto secondo dispositivo di purificazione (22) essendo configurato per un absorbimento di dette impurit?.
6. Apparato (100) secondo la rivendicazione 5 in combinazione con la rivendicazione 2, in cui detta energia termica recuperata da detta unit? di recupero termico (33) ? utilizzata per il funzionamento di detto secondo dispositivo di purificazione (22).
7. Apparato (100) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui l?unit? di trattamento (20) ulteriormente comprende un terzo dispositivo di purificazione (23) configurato per una ulteriore riduzione di impurit? nel biogas purificato da detto secondo dispositivo di purificazione (22), detto terzo dispositivo di purificazione (23) essendo configurato per un adsorbimento di dette impurit?.
8. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pompa di calore (32) operativamente associata a detto dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido (31), in cui detta pompa di calore (32) ? configurata per la produzione di energia frigorifera.
9. Metodo di produzione di energia elettrica da biomassa organica, detto metodo comprendendo le fasi di:
- produzione di biogas da biomassa organica attraverso una unit? di produzione di biogas (10);
- trattamento di detto biogas prodotto da detta fase di produzione di biogas, in cui detta fase di trattamento comprende un primo trattamento di detto biogas attraverso microorganismi configurati per una riduzione di acido solfidrico in detto biogas prodotto da detta fase di produzione di biogas;
- produzione di energia elettrica da detto biogas trattato in detta fase di trattamento attraverso un dispositivo a cella a combustibile ad ossido solido.
10. Metodo secondo la rivendicazione precedente, ulteriormente comprendente una fase di recupero di energia termica da detto dispositivo a celle a combustibile ad ossido solido (31), in cui detta fase di recupero di energia termica ? effettuata da una unit? di recupero di energia termica (33).
11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detto primo trattamento di detto biogas prodotto da detta fase di produzione di biogas prevede l?utilizzo di batteri, preferibilmente Thiobacillus Thiooxidans, ad un pH compreso tra 1,3 e 3.
12. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 9 a 11, in cui detta fase di trattamento di detto biogas prodotto da detta fase di produzione di biogas comprende un secondo trattamento di detto biogas, successivo a detto primo trattamento di detto biogas, in cui detto secondo trattamento prevede un absorbimento di acido solfidrico.
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui detta fase di trattamento di detto biogas prodotto da detta fase di produzione di biogas comprende un terzo trattamento di detto biogas, successivo a detto secondo trattamento di detto biogas, in cui detto terzo trattamento prevede un adsorbimento di impurit? in detto biogas.
14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 13, comprendente ulteriormente una fase di produzione di energia frigorifera.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000023411A IT202100023411A1 (it) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000023411A IT202100023411A1 (it) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202100023411A1 true IT202100023411A1 (it) | 2023-03-10 |
Family
ID=78770942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102021000023411A IT202100023411A1 (it) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT202100023411A1 (it) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007019159A1 (de) * | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Dge Dr.-Ing. Günther Engineering Gmbh | Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung in L-Gasnetze |
| US20110175032A1 (en) * | 2007-08-16 | 2011-07-21 | Dge Dr.-Ing Günther Engineering Gmbh | Method and plant for the production of synthesis gas from biogas |
| CN102491613B (zh) * | 2011-11-28 | 2013-08-14 | 杨善让 | 生物质厌氧消化产氢和沼气的电热冷肥联供系统 |
| US20200259197A1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | California Bioenergy Llc | System for processing of biogas to produce electricity in fuel cells |
-
2021
- 2021-09-10 IT IT102021000023411A patent/IT202100023411A1/it unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007019159A1 (de) * | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Dge Dr.-Ing. Günther Engineering Gmbh | Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung in L-Gasnetze |
| US20110175032A1 (en) * | 2007-08-16 | 2011-07-21 | Dge Dr.-Ing Günther Engineering Gmbh | Method and plant for the production of synthesis gas from biogas |
| CN102491613B (zh) * | 2011-11-28 | 2013-08-14 | 杨善让 | 生物质厌氧消化产氢和沼气的电热冷肥联供系统 |
| US20200259197A1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | California Bioenergy Llc | System for processing of biogas to produce electricity in fuel cells |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M SYED ET AL: "Removal of hydrogen sulfide from gas streams using biological processes - A review", CANADIAN BIOSYSTEMS ENGINEERING, vol. 48, 1 January 2006 (2006-01-01), pages 2.1 - 2.14, XP055122483, Retrieved from the Internet <URL:https://www.researchgate.net/publication/237379501_Removal_of_hydrogen_sulfide_from_gas_streams_using_biological_processes_-_A_review> * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8038744B2 (en) | Reduced-emission gasification and oxidation of hydrocarbon materials for hydrogen and oxygen extraction | |
| US20070217995A1 (en) | Hydrogen Producing Method and Apparatus | |
| JP4705752B2 (ja) | 廃棄物処理由来のアンモニアからのエネルギー回収方法 | |
| JP2019172595A (ja) | 燃焼排ガス中の二酸化炭素のメタン化方法及びメタン製造設備 | |
| EP2188210A2 (de) | Verfahren und anlage zur herstellung von synthesegas aus biogas | |
| CN103446859B (zh) | 一种煤制天然气的酸性气体处理方法 | |
| CN103354887A (zh) | 用于将二氧化碳转化成化学原料的方法和系统 | |
| BRPI0717850A2 (pt) | Processo para reduzir emissão de co2 da combustão de materiais orgânicos | |
| CA2852655A1 (en) | Chemical looping integration with a carbon dioxide gas purification unit | |
| CN101693164A (zh) | 一种从克劳斯反应尾气中获得高纯硫的方法 | |
| CN112811454A (zh) | 一种锅炉含硫烟气和飞灰综合利用的系统和方法 | |
| WO2006052424A2 (en) | Configurations and methods for sox removal in oxygen-containing gases | |
| JP2023093823A (ja) | 二酸化炭素変換装置及び二酸化炭素変換方法 | |
| CN1033427C (zh) | 煤或重油气化气体的精制方法 | |
| US20240308932A1 (en) | Method for producing synthetic fuel | |
| CN113272410A (zh) | 由废弃物生产生物甲烷的方法和设备 | |
| CN101462940A (zh) | 利用电石炉尾气制备醋酸的工艺方法 | |
| CN1711372A (zh) | 操作用于生产铝的一个或多个电解槽的方法 | |
| IT202100023411A1 (it) | Metodo e apparato di produzione di energia elettrica da biomassa organica | |
| CN100580062C (zh) | 用于气化气的cos处理装置和cos处理方法 | |
| CN108011119A (zh) | 含氢废气耦合燃料电池清洁发电资源化利用的方法及系统 | |
| KR20140038672A (ko) | 이산화탄소 제거공정을 이용한 석탄가스화 복합 발전시스템 | |
| CN215855145U (zh) | 一种锅炉含硫烟气和飞灰综合利用的系统 | |
| CN119013249A (zh) | 尿素制造方法和尿素制造装置 | |
| CN106010697A (zh) | 煤基排放气制天然气的系统和方法 |