ITUB20159436A1

ITUB20159436A1 - USE OF A MEMBRANE FOR BIOGAS PURIFICATION

Info

Publication number: ITUB20159436A1
Application number: ITUB2015A009436A
Authority: IT
Inventors: Luciano Fecondini; Giuseppe Palumbo
Original assignee: Medica S P A
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-06-28

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

"USO DI UNA MEMBRANA PER LA PURIFICAZIONE DI BIOGAS'' "USE OF A MEMBRANE FOR THE PURIFICATION OF BIOGAS ''

SETTORE TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione è relativa all'uso di una membrana, The present invention relates to the use of a membrane,

CONTESTO DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invenzione trova applicazione particolarmente vantaggiosa nel trattamento del biogas, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità. The present invention finds particularly advantageous application in the treatment of biogas, to which the following discussion will make explicit reference without thereby losing generality.

Il biogas è utilizzato per alimentare motori a combustione interna per la cogenerazione di energia elettrica e termica. Quando il contenuto di metano nel biogas è molto basso, o addirittura inferiore al 39% in volume, non è più possibile alimentarlo ai motori. Per poter utilizzare biogas in motori a combustione interna risulta necessario arricchirne il contenuto di metano, rimuovendo uno dei principali composti di diluizione rappresentato dall'anidride carbonica. Biogas is used to power internal combustion engines for the cogeneration of electrical and thermal energy. When the methane content in the biogas is very low, or even less than 39% by volume, it is no longer possible to feed it to the engines. In order to use biogas in internal combustion engines it is necessary to enrich the methane content, removing one of the main dilution compounds represented by carbon dioxide.

In ogni caso, la rimozione dal biogas di inquinanti altamente corrosivi (come l'acido solfidrico) risulta di fondamentale importanza per la vita dei motori e dei relativi lubrificanti, che degradano rapidamente sotto 1'azione delle varie impurezze, generando costi elevati per la sostituzione periodica di parti danneggiate e per i frequenti interventi di sostituzione dei lubrificanti. In any case, the removal from the biogas of highly corrosive pollutants (such as hydrogen sulphide) is of fundamental importance for the life of the engines and related lubricants, which degrade rapidly under the action of the various impurities, generating high costs for replacement. periodic maintenance of damaged parts and frequent replacement of lubricants.

Le metodologie finora sviluppate per aumentare la concentrazione di metano nel biogas e soprattutto ridurre la concentrazione di acido solfidrico sono relativamente inefficienti, troppo costose e/o complesse. The methodologies developed so far to increase the concentration of methane in the biogas and above all to reduce the concentration of hydrogen sulphide are relatively inefficient, too expensive and / or complex.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire l'uso di una membrana, il quale permetta di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell'arte nota e sia, nel contempo, di facile ed economica implementazione. The object of the present invention is to provide the use of a membrane which allows to overcome, at least partially, the drawbacks of the known art and is, at the same time, easy and economical to implement.

SOMMARIO SUMMARY

Secondo la presente invenzione viene fornito l'uso di una membrana secondo quanto esplicitato nella rivendicazione indipendente che segue e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione indipendente . According to the present invention, the use of a membrane is provided according to what is explained in the independent claim that follows and, preferably, in any one of the claims directly or indirectly dependent on the independent claim.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

L' invenzione viene di seguito descritta con riferimento alle figure annesse, che ne illustrano alcuni esempi d'attuazione non limitativi, in cui: The invention is described below with reference to the attached figures, which illustrate some non-limiting examples of implementation, in which:

- la figura 1 illustra schematicamente un sistema in grado di attuare l'uso della presente invenzione; Figure 1 schematically illustrates a system capable of implementing the use of the present invention;

la figura 2 illustra schematicamente una forma d'attuazione alternativa del sistema della figura 1; Figure 2 schematically illustrates an alternative embodiment of the system of Figure 1;

la figura 3 illustra schematicamente una forma d'attuazione alternativa del sistema della figura 1; Figure 3 schematically illustrates an alternative embodiment of the system of Figure 1;

- la figura 4 illustra le concentrazioni di metano ottenute a seguito di prove sperimentali relative all'uso della presente invenzione e realizzate utilizzando il sistema della figura 1; Figure 4 illustrates the methane concentrations obtained following experimental tests relating to the use of the present invention and carried out using the system of Figure 1;

- la figura 5 illustra le concentrazioni di anidride carbonica ottenute a seguito di prove sperimentali relative all'uso della presente invenzione e realizzate utilizzando il sistema della figura 1; Figure 5 illustrates the carbon dioxide concentrations obtained following experimental tests relating to the use of the present invention and carried out using the system of Figure 1;

la figura 6 illustra le concentrazioni di acido solfidrico ottenute a seguito di prove sperimentali relative all'uso della presente invenzione e realizzate utilizzando il sistema della figura 1; Figure 6 illustrates the concentrations of hydrogen sulphide obtained as a result of experimental tests relating to the use of the present invention and carried out using the system of Figure 1;

la figura 7 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 1, di acido solfidrico in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 7 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 1, of hydrogen sulphide as a function of the flow rate of a gas mixture to be treated;

la figura 8 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 1, di metano ed anidride carbonica in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 8 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 1, of methane and carbon dioxide as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated;

la figura 9 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 2, di metano in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 9 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 2, of methane as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated;

la figura 10 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 2, di anidride carbonica in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 10 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 2, of carbon dioxide as a function of the flow rate of a mixture of gases to be treated;

la figura 11 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 2, di acido solfidrico in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 11 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 2, of hydrogen sulphide as a function of the flow rate of a gas mixture to be treated;

la figura 12 illustra 1'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 3, di metano in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 12 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 3, of methane as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated;

la figura 13 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 3, di anidride carbonica in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 13 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 3, of carbon dioxide as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated;

la figura 14 illustra 1'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema della figura 3, di acido solfidrico in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; Figure 14 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figure 3, of hydrogen sulphide as a function of the flow rate of a gas mixture to be treated;

la figura 15 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema delle figure 1, 2 e 3, di anidride carbonica in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; figure 15 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of figures 1, 2 and 3, of carbon dioxide as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated;

la figura 16 illustra l'andamento della concentrazione, misurata a seguito di prove sperimentali realizzate utilizzando il sistema delle figure 1, 2 e 3, di acido solfidrico in funzione della portata di una miscela di gas da trattare; e Figure 16 illustrates the trend of the concentration, measured following experimental tests carried out using the system of Figures 1, 2 and 3, of hydrogen sulphide as a function of the flow rate of a mixture of gas to be treated; And

la figura 17 è una sezione trasversale di un capillare con una membrana utilizzabile secondo la presente invenzione (il diametro interno del capillare illustrato è di 250 pm). Figure 17 is a cross section of a capillary with a membrane usable according to the present invention (the internal diameter of the illustrated capillary is 250 µm).

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

In accordo con un primo aspetto della presente invenzione, viene fornito un uso di una membrana per ridurre la concentrazione in una miscela gassosa di almeno una sostanza indesiderata, la quale è scelta nel gruppo consistente di acido solfidrico ed anidride carbonica (ed una loro combinazione) . La membrana comprende (più precisamente, è costituita da) un materiale scelto nel gruppo consistente di: polisulfone, polietersulfone, polifenilsulfone (ed una loro combinazione) . In particolare, la membrana comprende (più precisamente, è costituita da) polisulfone. In accordance with a first aspect of the present invention, a use of a membrane is provided to reduce the concentration in a gaseous mixture of at least one unwanted substance, which is selected from the group consisting of hydrogen sulfide and carbon dioxide (and a combination thereof). . The membrane comprises (more precisely, it consists of) a material selected from the group consisting of: polysulfone, polyethersulfone, polyphenylsulfone (and a combination thereof). In particular, the membrane comprises (more precisely, consists of) polysulfone.

Vantaggiosamente, la membrana presenta uno spessore da 40 (più precisamente, da 45) a 400 (più precisamente, a 100) pm. In alcuni casi, la membrana presenta uno spessore fino a 60 (in particolare, fino a 50) pm. Advantageously, the membrane has a thickness of 40 (more precisely, 45) to 400 (more precisely, 100) µm. In some cases, the membrane has a thickness of up to 60 (in particular, up to 50) µm.

Vantaggiosamente, la membrana presenta una porosità con un cut-off da 10 (più precisamente, da 14) a 100 (più precisamente, a 20) KDalton. Per cut-off si intende il peso molecolare delle molecole che vengono trattenute al 90% dalla membrana. Advantageously, the membrane has a porosity with a cut-off from 10 (more precisely, from 14) to 100 (more precisely, at 20) KDalton. By cut-off we mean the molecular weight of the molecules that are retained 90% by the membrane.

Secondo alcune forme d'attuazione, la miscela gassosa comprende metano (come componente principale), In particolare, la miscela gassosa comprende almeno il 30% (più precisamente, almeno il 40%) in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di metano. Più precisamente, la miscela gassosa comprende fino all'80% (in particolare, da 35% a 75%) in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di metano. In alcuni casi, la miscela gassosa comprende dal 40% al 75%, in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di metano. According to some embodiments, the gaseous mixture includes methane (as the main component), In particular, the gaseous mixture comprises at least 30% (more precisely, at least 40%) by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of methane . More precisely, the gaseous mixture comprises up to 80% (in particular, from 35% to 75%) by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of methane. In some cases, the gaseous mixture comprises from 40% to 75%, by volume, with respect to the total volume of the mixture, of methane.

In particolare, la miscela gassosa comprende meno del 3% in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di acido solfidrico. In alcuni casi, la miscela gassosa comprende fino a 190 ppm in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di acido solfidrico. In particular, the gaseous mixture comprises less than 3% by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of hydrogen sulphide. In some cases, the gaseous mixture comprises up to 190 ppm by volume, relative to the overall volume of the mixture, of hydrogen sulphide.

Vantaggiosamente, la miscela gassosa comprende almeno 5 ppm in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di acido solfidrico. In particolare, la miscela gassosa comprende almeno 80 (più precisamente, almeno 90) ppm in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di acido solfidrico. Advantageously, the gaseous mixture comprises at least 5 ppm by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of hydrogen sulphide. In particular, the gaseous mixture comprises at least 80 (more precisely, at least 90) ppm by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of hydrogen sulphide.

In alcuni casi, la miscela gassosa comprende da 100 a 200 (più precisamente, a 150) ppm in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di acido solfidrico. In some cases, the gaseous mixture comprises from 100 to 200 (more precisely, to 150) ppm by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of hydrogen sulphide.

Vantaggiosamente, la sostanza indesiderata comprende (è) acido solfidrico. Advantageously, the unwanted substance comprises (is) hydrogen sulfide.

In particolare, la miscela gassosa comprende meno del 55% (più precisamente, meno del 50%) in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di anidride carbonica. In particular, the gaseous mixture comprises less than 55% (more precisely, less than 50%) by volume, with respect to the total volume of the mixture, of carbon dioxide.

Vantaggiosamente, la miscela gassosa comprende almeno il 20% (più precisamente, almeno il 25%) in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di anidride carbonica. In particolare, la miscela gassosa comprende almeno il 34% in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di anidride carbonica. In alcuni casi, la miscela gassosa comprende dal 35% al 45% (più precisamente, al 40%) in volume, rispetto al volume complessivo della miscela, di anidride carbonica. Advantageously, the gaseous mixture comprises at least 20% (more precisely, at least 25%) by volume, with respect to the total volume of the mixture, of carbon dioxide. In particular, the gaseous mixture comprises at least 34% by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of carbon dioxide. In some cases, the gaseous mixture comprises from 35% to 45% (more precisely, 40%) by volume, with respect to the overall volume of the mixture, of carbon dioxide.

Secondo alcune forme d'attuazione, la sostanza indesiderata comprende (è) anidride carbonica. In alcuni casi, la sostanza indesiderata contiene (consiste di) acido solfidrico ed anidride carbonica. According to some embodiments, the unwanted substance comprises (is) carbon dioxide. In some cases, the unwanted substance contains (consists of) hydrogen sulfide and carbon dioxide.

In accordo con specifiche forme d'attuazione, la miscela gassosa è biogas. In accordance with specific forms of implementation, the gaseous mixture is biogas.

Vantaggiosamente, l'uso comprende una fase di trattamento, durante la quale la miscela gassosa viene portata in contatto di una prima superficie della membrana. In particolare, durante la fase di trattamento, un fluido di recupero viene portato in contatto con una seconda superficie della membrana opposta alla prima superficie. Almeno parte della sostanza indesiderata venendo trasferita al fluido di recupero. Advantageously, the use comprises a treatment step, during which the gaseous mixture is brought into contact with a first surface of the membrane. In particular, during the treatment step, a recovery fluid is brought into contact with a second surface of the membrane opposite the first surface. At least some of the unwanted substance being transferred to the recovery fluid.

Secondo alcune forme d'attuazione, il fluido di recupero comprende (più precisamente, è) un liquido di recupero. Vantaggiosamente, il fluido di recupero comprende (più precisamente, è) acqua o una sua soluzione. Ad esempio, la soluzione acquosa può avere un pH da 8,5 a 9; in particolare, essa può essere una soluzione contenente (di) NaOH. According to some embodiments, the recovery fluid comprises (more precisely, is) a recovery liquid. Advantageously, the recovery fluid comprises (more precisely, it is) water or a solution thereof. For example, the aqueous solution can have a pH from 8.5 to 9; in particular, it can be a solution containing (di) NaOH.

In particolare, durante la fase di trattamento, la miscela gassosa viene fatta scorrere lungo la prima superficie della membrana ed il fluido di recupero viene fatto scorrere lungo la seconda superficie della membrana. Più precisamente, durante la fase di trattamento, la miscela gassosa ed il fluido di recupero vengono fatti scorrere lungo la membrana in direzioni opposte (controcorrente) . In particular, during the treatment step, the gaseous mixture is made to flow along the first surface of the membrane and the recovery fluid is made to flow along the second surface of the membrane. More precisely, during the treatment phase, the gaseous mixture and the recovery fluid are made to flow along the membrane in opposite directions (counter-current).

Vantaggiosamente, durante la fase di trattamento, la miscela gassosa viene fatta passare all'interno di una pluralità di capillari disposti tra loro affiancati (e sostanzialmente paralleli). Ciascun capillare presenta una parete laterale, la quale comprende la detta membrana, ed un lume interno, il quale è delimitato dalla parete laterale ed all'interno del quale passa la miscela gassosa. Advantageously, during the treatment step, the gaseous mixture is made to pass inside a plurality of capillaries arranged side by side (and substantially parallel). Each capillary has a side wall, which includes said membrane, and an internal lumen, which is delimited by the side wall and inside which the gaseous mixture passes.

Nella figura 17 viene illustrata una sezione trasversale di una specifica forma realizzativa di un capillare. Figure 17 illustrates a cross section of a specific embodiment of a capillary.

Più precisamente, la miscela gassosa viene inserita da una prima estremità dei capillare nel lume interno e, mentre si muove lungo i capillari, durante la fase di separazione, almeno parte della sostanza indesiderata passa attraverso la parete laterale verso l'esterno. Tipicamente, ciò avviene grazie a fenomeni di diffusione sotto un gradiente di concentrazione. More precisely, the gaseous mixture is inserted from a first end of the capillaries into the inner lumen and, while moving along the capillaries, during the separation phase, at least part of the unwanted substance passes through the lateral wall towards the outside. Typically, this occurs due to diffusion phenomena under a concentration gradient.

In particolare, in questo modo un gas trattato, presentante una concentrazione di sostanza indesiderata inferiore alla concentrazione della sostanza indesiderata nella miscela gassosa, esce da una seconda estremità del capillare opposta alla prima estremità. In particular, in this way a treated gas, having a concentration of undesirable substance lower than the concentration of the undesirable substance in the gaseous mixture, exits from a second end of the capillary opposite the first end.

Vantaggiosamente, il lume di ciascun capillare presenta una sezione trasversale con un'area da 120000 a 3200000 pm<2>(in alcuni casi, a 290000 pm<2>). Advantageously, the lumen of each capillary has a cross section with an area from 120000 to 3200000 pm <2> (in some cases, at 290000 pm <2>).

Secondo alcune forme d'attuazione, durante la fase di trattamento, all'esterno dei capillari è presente un fluido di recupero (come sopra definito). Almeno parte della sostanza indesiderata viene trasferita al fluido di recupero. According to some embodiments, during the treatment phase, a recovery fluid is present outside the capillaries (as defined above). At least some of the unwanted substance is transferred to the recovery fluid.

Vantaggiosamente, durante la fase di trattamento, il fluido di recupero viene fatto scorrere esternamente ai (in particolare, lungo i) capillari. In particolare, il fluido di recupero viene fatto scorrere lungo i capillari in direzione opposta rispetto alla direzione in cui la miscela gassosa si muove all'interno dei capillari. Advantageously, during the treatment step, the recovery fluid is made to flow externally to (in particular, along the) capillaries. In particular, the recovery fluid is made to flow along the capillaries in the opposite direction to the direction in which the gaseous mixture moves inside the capillaries.

Secondo alcune forme d'attuazione, durante la fase di trattamento, la miscela gassosa viene fatta passare all'interno di almeno 1000 capillari tra loro affiancati. In particolare, la miscela gassosa viene fatta passare all'interno di fino a 100000 (più precisamente fino a 60000 capillari tra loro affiancati). According to some embodiments, during the treatment phase, the gaseous mixture is made to pass inside at least 1000 capillaries side by side. In particular, the gaseous mixture is passed inside up to 100,000 (more precisely up to 60,000 capillaries side by side).

In particolare, la prima superficie della membrana presenta un'area di almeno 1,4 m<2>(più precisamente, almeno 1,6 m<2>). In alcuni casi, la prima superficie della membrana presenta un'area fino a 50 m<2>(più precisamente, fino a 40 m<2>). Secondo alcune forme d'attuazione 2,0 m<2>(più precisamente, fino a 1,8 m<2>). In particular, the first surface of the membrane has an area of at least 1.4 m <2> (more precisely, at least 1.6 m <2>). In some cases, the first surface of the membrane has an area of up to 50 m <2> (more precisely, up to 40 m <2>). According to some embodiments 2.0 m <2> (more precisely, up to 1.8 m <2>).

Vantaggiosamente (durante la fase di trattamento), la miscela gassosa viene fatta scorrere lungo la prima superficie della membrana (in particolare, all'interno dei capillari) con una portata complessiva inferiore a 500 l/min (in alcuni casi, fino a 6 l/min), Secondo alcune forme d'attuazione (durante la fase di trattamento), la miscela gassosa viene fatta scorrere lungo la prima superficie della membrana (più precisamente, all'interno dei capillari) con una portata complessiva fino a 2 l/min. Advantageously (during the treatment phase), the gaseous mixture is made to flow along the first surface of the membrane (in particular, inside the capillaries) with a total flow rate of less than 500 l / min (in some cases, up to 6 l / min), According to some forms of implementation (during the treatment phase), the gaseous mixture is made to flow along the first surface of the membrane (more precisely, inside the capillaries) with a total flow rate up to 2 l / min .

In particolare, durante la fase di trattamento, la miscela gassosa viene fatta scorrere lungo la prima superficie della membrana (in particolare, all'interno dei capillari) con una portata complessiva di almeno a 1 l/min (più precisamente, almeno 1,5 l/min). In particular, during the treatment phase, the gaseous mixture is made to flow along the first surface of the membrane (in particular, inside the capillaries) with a total flow rate of at least 1 l / min (more precisely, at least 1.5 l / min).

Vantaggiosamente, i capillari sono disposti all'interno di una cartuccia (in particolare, sostanzialmente cilindrica) presentante una lunghezza da 25 (più precisamente, da 28) a 1300 cm (più precisamente, a 900 cm). In alcuni casi, la cartuccia presenta un sezione trasversale da 50 (più precisamente, da 75; ancora più precisamente, da 100) a 200 (più precisamente, a 150; ancora più precisamente a 125) cm<2>. In particolare, nello spazio libero (non occupato dai capillari) all'interno della cartuccia è presente (scorre) il fluido di recupero. Advantageously, the capillaries are arranged inside a cartridge (in particular, substantially cylindrical) having a length from 25 (more precisely, from 28) to 1300 cm (more precisely, at 900 cm). In some cases, the cartridge has a cross section from 50 (more precisely, 75; even more precisely, 100) to 200 (more precisely, 150; even more precisely, 125) cm <2>. In particular, the recovery fluid is present (flows) in the free space (not occupied by the capillaries) inside the cartridge.

In alcuni casi, durante la fase di trattamento, il fluido di recupero viene fatto scorrere con una portata di almeno 1 l/min, in particolare almeno 2 l/min (più precisamente almeno 4 l/min). In some cases, during the treatment phase, the recovery fluid is made to flow with a flow rate of at least 1 l / min, in particular at least 2 l / min (more precisely at least 4 l / min).

Vantaggiosamente, viene utilizzata una sola cartuccia (non due cartucce in serie o in parallelo). Advantageously, only one cartridge is used (not two cartridges in series or in parallel).

Tipicamente, la membrana (più precisamente, i capillari) viene realizzata mediante un processo di estrusione con inversione di fase. Tale tecnologia è, ad esempio, descritta nei seguenti documenti (e nella letteratura in essi citata): Spinning of hollow fiber ultrafitration membranes from polymer blend, Wienk et al,, J. of Membrane Science 106 (1995) 233-243 (0376-7388 (95)00088-7); Polyethersulfone (PES) hollow fiber ultrafiltraiion membranes prepared by PES/non-solvent/NMP solution, Xu et al, J. of Membrane Science 233 (2004) 101111 (0376-7388) ; Fabrication of wet phase inversion capillary membrane , dimension and diffusion effects, U Jack, CPUT (Cape Peninsula University of Technology) Theses & Dissertaiions (Feb. 2006); Phase separation phenomena in Solutions of polysulfone in mixtures of a solvent and a non solventi relationship with membrane formation, Wijmans et al., POLYMER (September 1985) Voi 26 1539-1545 (0032-3861/85/1015394-07803.00) ; EP2316560A1. Typically, the membrane (more precisely, the capillaries) is made by a phase inversion extrusion process. This technology is, for example, described in the following documents (and in the literature cited in them): Spinning of hollow fiber ultrafitration membranes from polymer blend, Wienk et al ,, J. of Membrane Science 106 (1995) 233-243 (0376- 7388 (95) 00088-7); Polyethersulfone (PES) hollow fiber ultrafiltraiion membranes prepared by PES / non-solvent / NMP solution, Xu et al, J. of Membrane Science 233 (2004) 101111 (0376-7388); Fabrication of wet phase inversion capillary membrane, dimension and diffusion effects, U Jack, CPUT (Cape Peninsula University of Technology) Theses & Dissertaiions (Feb. 2006); Phase separation phenomena in Solutions of polysulfone in mixtures of a solvent and a non-solvent relationship with membrane formation, Wijmans et al., POLYMER (September 1985) Vol. 26 1539-1545 (0032-3861 / 85 / 1015394-07803.00); EP2316560A1.

Secondo alternative forme d'attuazione, vengono utilizzate due (o più) cartucce in serie e/o in parallelo. According to alternative embodiments, two (or more) cartridges are used in series and / or in parallel.

Sulla base di prove sperimentali effettuate, si è osservato che l'uso della membrana permette di ottenere un aumento della concentrazione di metano ed una sorprendente riduzione della concentrazione di C02e soprattutto di 3⁄4S. On the basis of experimental tests carried out, it was observed that the use of the membrane allows to obtain an increase in the concentration of methane and a surprising reduction in the concentration of C02e, especially by 3⁄4S.

A meno che non sia esplicitamente indicato il contrario, il contenuto dei riferimenti (articoli, libri, domande di brevetto ecc.) citati in questo testo è qui integralmente richiamato. In particolare i menzionati riferimenti sono qui incorporati per riferimento. Unless the contrary is explicitly indicated, the content of the references (articles, books, patent applications, etc.) cited in this text is referred to here in its entirety. In particular, the aforementioned references are incorporated herein by reference.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di un esempio meramente illustrativo e non limitativo. Further characteristics of the present invention will emerge from the following description of a merely illustrative and non-limiting example.

Esempio 1 Example 1

Questo esempio riporta la procedura per la realizzazione di una membrana (fibra) cava. This example shows the procedure for making a hollow membrane (fiber).

È stata ripetuta la procedura descritta nell'esempio 1 della domanda di brevetto avente numero di pubblicazione EP2316560A1. The procedure described in example 1 of the patent application having publication number EP2316560A1 was repeated.

È stata ottenuta una membrana con una parete presentante uno spessore di circa 50 μπι ed un diametro del lume interno di circa 250 μπι. A membrane was obtained with a wall having a thickness of about 50 μπι and an internal lumen diameter of about 250 μπι.

Per eventuali ulteriori particolari del procedimento si può fare riferimento ai documenti sopra citati relativi all'estrusione con inversione di fase. For any further details of the procedure, reference can be made to the documents mentioned above relating to extrusion with phase inversion.

Esempio 2 Example 2

Questo esempio riporta una procedura per la realizzazione di una membrana (fibra) cava. This example shows a procedure for making a hollow membrane (fiber).

È stata ripetuta la procedura descritta nell'esempio 2 della domanda di brevetto avente numero di pubblicazione EP2316560A1. The procedure described in example 2 of the patent application having publication number EP2316560A1 was repeated.

È stata ottenuta una membrana con una parete presentante uno spessore di circa 50 pm ed un diametro del lume interno di circa 250 pm. A membrane was obtained with a wall having a thickness of about 50 µm and an internal lumen diameter of about 250 µm.

Esempio 3 Example 3

Preparazione di una Pasta polimerica Preparation of a Polymer Paste

NVP (n-vinil-pirrolidone; 80.0 % in peso rispetto al totale) è stato miscelato con glicerolo (2.0 % in peso rispetto al totale) per 2 h a 40°C NVP (n-vinyl-pyrrolidone; 80.0% by weight with respect to the total) was mixed with glycerol (2.0% by weight with respect to the total) for 2 h at 40 ° C

A questo punto, il polisulfone UDEL P 1700 (Solvay) in granuli (18.0 % in peso rispetto al totale) è stato aggiunto e la miscela così ottenuta è stata mescolata per 48 h a 50°C, At this point, the polysulfone UDEL P 1700 (Solvay) in granules (18.0% by weight with respect to the total) was added and the mixture thus obtained was mixed for 48 h at 50 ° C,

La pasta ottenuta è stata filtrata con un setaccio con fori di 5 μπιe degasata per 24 h a pressione atmosferica. The obtained paste was filtered through a sieve with 5 μπι holes and degassed for 24 h at atmospheric pressure.

Soluzione di precipitazione Precipitation solution

La soluzione di precipitazione è stata ottenuta miscelando, mediante un mixer a palette, 35% in peso di dimetilsolfossido con 65% in peso di etanolo a temperatura ambiente per 2 ore. The precipitation solution was obtained by mixing, by means of a paddle mixer, 35% by weight of dimethylsulfoxide with 65% by weight of ethanol at room temperature for 2 hours.

Estrusione Extrusion

I due componenti (pasta polimerica e soluzione di precipitazione) sono stati alimentati alle filiere di estrusione termostatate a 28°C. The two components (polymeric paste and precipitation solution) were fed to the extrusion dies thermostated at 28 ° C.

In particolare, la pasta polimerica è stata estrusa attraverso una bocca anulare, mentre la soluzione di precipitazione veniva insufflata attraverso un'apertura capillare all'interno della bocca anulare e, quindi, all'interno della membrana cava in formazione. In particular, the polymer paste was extruded through an annular mouth, while the precipitation solution was blown through a capillary opening inside the annular mouth and, therefore, inside the hollow membrane in formation.

Le membrane formate sono state condotte, attraverso un air gap a 50°C e 85% di umidità relativa, ad un bagno di coagulazione riscaldato a 60°C. The formed membranes were led, through an air gap at 50 ° C and 85% relative humidity, to a coagulation bath heated to 60 ° C.

Dopo lavaggio a 70°C ed asciugatura, è stata raccolta una membrana cava in polisulfone dotata di una parete presentante uno spessore di circa 50 pm ed un diametro del lume interno di circa 250 pm. After washing at 70 ° C and drying, a hollow polysulfone membrane with a wall having a thickness of about 50 µm and an internal lumen diameter of about 250 µm was collected.

La membrana cava, dopo lavaggio in linea e lavaggio dinamico fuori linea con acqua osmotizzata alla temperatura di 60°C, è stata sottoposta ad asciugatura in forno per un tempo massimo di 24 ore alla temperatura di 50°C. The hollow membrane, after in-line washing and off-line dynamic washing with osmotic water at a temperature of 60 ° C, was subjected to drying in the oven for a maximum time of 24 hours at a temperature of 50 ° C.

Esempio 4 Example 4

Preparazione di una Pasta polimerica Preparation of a Polymer Paste

DMAc (dimetilacetammide; 76.0 % in peso rispetto al totale) è stata miscelata con formammide (1.5 % in peso rispetto al totale) per 3 h a temperatura ambiente. DMAc (dimethylacetamide; 76.0% by weight with respect to the total) was mixed with formamide (1.5% by weight with respect to the total) for 3 h at room temperature.

A questo punto, il polisulfone Ultrason S 3010 (BASF) in granulo (22.5 % in peso rispetto al totale) è stato aggiunto e la miscela così ottenuta è stata mescolata per 48 h a 50°C. At this point, the polysulfone Ultrason S 3010 (BASF) in granules (22.5% by weight with respect to the total) was added and the mixture thus obtained was mixed for 48 hours at 50 ° C.

La pasta ottenuta viene filtrata con un setaccio con fori di 5 pm e degasata per 24 h a pressione atmosferica. The resulting paste is filtered through a sieve with 5 µm holes and degassed for 24 h at atmospheric pressure.

Soluzione di precipitazione Precipitation solution

La soluzione di precipitazione è stata ottenuta miscelando mediante un mixer a palette 35% in peso di dimetilsolfossido con 65% in peso etanolo a temperatura ambiente per 2 ore. The precipitation solution was obtained by mixing 35% by weight of dimethyl sulfoxide with 65% by weight ethanol at room temperature by means of a paddle mixer for 2 hours.

Estrusione Extrusion

La membrana cava, dopo lavaggio in linea e lavaggio dinamico fuori linea con acqua osmotizzata alla temperatura di 60°C, è stata sottoposta ad asciugatura in forno è stata sottoposta ad asciugatura in forno per un tempo massimo di 24 ore alla temperatura di 50°C. The hollow membrane, after in-line washing and off-line dynamic washing with osmotic water at a temperature of 60 ° C, was subjected to drying in the oven and was subjected to drying in the oven for a maximum time of 24 hours at a temperature of 50 ° C .

Esempio 5 Example 5

Questo esempio descrive delle prove sperimentali che mostrano l'efficacia della membrana (fibra) ottenuta secondo quanto descritto nell'esempio 3. This example describes experimental tests showing the effectiveness of the membrane (fiber) obtained according to what is described in example 3.

In queste prove è stato utilizzato un sistema 1 come illustrato nella figura 1. Il sistema 1 comprende un ingresso 2 per l'acqua che alimenta l'acqua a circa 1 l/min ad serbatoio 3; una pompa 4, atta a fare circolare l'acqua attraverso un condotto 5 di ingresso una cartuccia 6 filtrante ed un condotto 7 di ritorno. Il sistema 1 è anche dotato di un condotto 8 di scarico per l'eliminazione di acqua (all'incirca un decimo della portata attraverso il condotto 7). In these tests a system 1 was used as illustrated in Figure 1. The system 1 comprises a water inlet 2 which feeds the water at about 1 l / min to tank 3; a pump 4, adapted to circulate the water through an inlet duct 5, a filter cartridge 6 and a return duct 7. The system 1 is also equipped with a discharge duct 8 for the elimination of water (approximately one tenth of the flow rate through the duct 7).

Il sistema 1 comprende, inoltre, un condotto 9 di alimentazione per convogliare un gas da trattare ad una estremità 11 della cartuccia 6 ed un condotto 10 di uscita, il quale è collegato ad una estremità 12 della cartuccia 6 (opposta all'estremità 11) ed attraverso il quale, in uso, passa il gas trattato proveniente dalla cartuccia 6 stessa. The system 1 also comprises a supply duct 9 for conveying a gas to be treated to one end 11 of the cartridge 6 and an outlet duct 10, which is connected to one end 12 of the cartridge 6 (opposite the end 11) and through which, in use, the treated gas coming from the cartridge 6 itself passes.

La cartuccia 6 presentava una forma sostanzialmente cilindrica con un'estensione longitudinale di circa 30 cm ed un diametro di circa 6 cm. The cartridge 6 had a substantially cylindrical shape with a longitudinal extension of about 30 cm and a diameter of about 6 cm.

La cartuccia 6 conteneva circa 12500 fibre capillari (membrana capillare a fibre cave) ottenute secondo l'esempio 3 ed orientate longitudinalmente nella direzione dall'estremità 11 all'estremità 12. In pratica all'interno della cartuccia 6 erano disposte circa 1,7 m<2>di membrana, lato interno fibra. The cartridge 6 contained about 12500 capillary fibers (capillary membrane with hollow fibers) obtained according to example 3 and longitudinally oriented in the direction from the end 11 to the end 12. In practice, about 1.7 m were arranged inside the cartridge 6. <2> membrane, internal side of the fiber.

La cartuccia 6, durante le prove, è stata alimentata con gas da trattare sul lato interno delle fibre capillari e con acqua sul lato esterno delle fibre stesse, in controcorrente. L'utilizzo di una membrana altamente idrofobica impedisce all'acqua di trasferirsi nel comparto interno delle fibre e quindi nel gas. The cartridge 6, during the tests, was fed with gas to be treated on the internal side of the capillary fibers and with water on the external side of the fibers themselves, in counter-current. The use of a highly hydrophobic membrane prevents water from moving into the internal compartment of the fibers and therefore into the gas.

La pressione del gas era di circa 120 rubar all'ingresso della cartuccia 6 e circa pari a -66 rubar all'uscita (depressione causata dalla linea di aspirazione dei motori) e presentava: circa 43,5% (in volume rispetto al volume complessivo) di CH4(metano), 37,5% (in volume rispetto al volume complessivo di C02(anidride carbonica) e circa 115-120 ppm di 3⁄4S (acido solfidrico). The gas pressure was about 120 rubar at the inlet of the cartridge 6 and about equal to -66 rubar at the outlet (depression caused by the suction line of the engines) and had: about 43.5% (in volume with respect to the total volume ) of CH4 (methane), 37.5% (by volume with respect to the total volume of C02 (carbon dioxide) and about 115-120 ppm of 3⁄4S (hydrogen sulphide).

Sono state effettuate prove con portate del gas di 1,2 l/min e 4,4 l/min e con portate di acqua di 1 l/min e 2 l/min. Tests were carried out with gas flow rates of 1.2 l / min and 4.4 l / min and with water flow rates of 1 l / min and 2 l / min.

Nelle figure 4, 5 e 6 vengono riportate le concentrazioni (percentuali volumetriche in ordinata) di metano (figura 4), anidride carbonica (figura 5), acido solfidrico (figura 6) rilevate nel gas uscente dalla cartuccia 6. I dati indicati come A si riferiscono ad una portata di gas di circa 1,2 l/min ed una portata di acqua di 1 l/min; i dati indicati come B si riferiscono ad una portata di gas di circa 4,4 l/min ed una portata di acqua di 1 l/min; i dati indicati come C si riferiscono ad una portata di gas di circa 1,2 l/min ed una portata di acqua di 2 l/min; i dati indicati come D si riferiscono ad una portata di gas di circa 4,4 l/min ed una portata di acqua di 2 l/min. Figures 4, 5 and 6 show the concentrations (volumetric percentages in ordinate) of methane (figure 4), carbon dioxide (figure 5), hydrogen sulphide (figure 6) detected in the gas leaving the cartridge 6. The data indicated as A they refer to a gas flow rate of about 1.2 l / min and a water flow rate of 1 l / min; the data indicated as B refer to a gas flow rate of about 4.4 l / min and a water flow rate of 1 l / min; the data indicated as C refer to a gas flow rate of approximately 1.2 l / min and a water flow rate of 2 l / min; the data indicated as D refer to a gas flow rate of approximately 4.4 l / min and a water flow rate of 2 l / min.

La figura 7 illustra l'andamento delle concentrazioni di acido solfidrico (ppm - in ordinata) rilevate nel gas uscente dalla cartuccia 6 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) considerando una portata d'acqua di circa 2 l/min in controcorrente. Figure 7 illustrates the trend of the concentrations of hydrogen sulphide (ppm - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 6 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) considering a water flow rate of about 2 l / min in countercurrent.

La figura 8 illustra la variazione delle concentrazioni (variazione percentuale delle concentrazioni in uscita rispetto alla concentrazione in ingresso) di metano (ordinata - colonne tratteggiate) e anidride carbonica (ordinata - colonne non tratteggiate) rilevate nel gas uscente dalla cartuccia 6 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) considerando una portata d'acqua di circa 2 l/min in controcorrente. Figure 8 illustrates the variation of the concentrations (percentage variation of the outgoing concentrations with respect to the inlet concentration) of methane (ordinate - dashed columns) and carbon dioxide (ordinate - columns not dashed) detected in the gas leaving the cartridge 6 as a function of the flow rate of gas (l / min - abscissa) considering a water flow rate of about 2 l / min in countercurrent.

Come si può notare dai risultati mostrati, si è ottenuta una riduzione rilevante della concentrazione di anidride carbonica e, soprattutto, una riduzione molto rilevante ed assolutamente sorprendente della concentrazione di acido solfidrico. As can be seen from the results shown, a significant reduction in the concentration of carbon dioxide was obtained and, above all, a very significant and absolutely surprising reduction in the concentration of hydrogen sulphide.

Inoltre, incrementando la portata d'acqua si è migliorata la rimozione di CO2e di 3⁄4S e l'arricchimento del gas in metano (a causa dell'aumento dei coefficienti di scambio di materia lato acqua). Furthermore, increasing the water flow rate improved the removal of CO2e by 3⁄4S and the enrichment of the gas in methane (due to the increase in the exchange coefficients of matter on the water side).

Attualmente gli impianti di separazione CO2/CH4operano a pressioni intorno a 8 bar (pressioni parziali di circa 4-5 bar per il CH4e 2-3 bar per la CO2)con perdite di metano limitate. Nelle prove descritte si è lavorato a pressioni molto più basse. Incrementando la pressione del gas in ingresso, migliora anche l'estrazione di CO2e 3⁄43 dal biogas alimentato al filtro. Currently, CO2 / CH4 separation plants operate at pressures around 8 bar (partial pressures of about 4-5 bar for CH4 and 2-3 bar for CO2) with limited methane losses. In the tests described, we worked at much lower pressures. By increasing the inlet gas pressure, it also improves the extraction of CO2e 3⁄43 from the biogas fed to the filter.

In sostanza in tutte le condizioni operative si è registrato un decremento di CO2e di H2S dal gas in uscita dal filtro e un incremento della concentrazione di metano. Elevati tempi di permanenza del gas nel filtro (basse portate di biogas) favoriscono la rimozione di CO2e di H2S e l'arricchimento del biogas in metano. Basically, in all operating conditions there was a decrease in CO2 and H2S from the gas leaving the filter and an increase in the concentration of methane. Long gas residence times in the filter (low biogas flow rates) favor the removal of CO2 and H2S and the enrichment of the biogas in methane.

Esempio 6 Example 6

In queste prove è stato utilizzato un sistema 13 come illustrato nella figura 2. Il sistema 13 comprende in pratica due cartucce 14 e 15 filtranti tra loro collegate in serie. In these tests a system 13 was used as illustrated in Figure 2. The system 13 practically comprises two filtering cartridges 14 and 15 connected together in series.

Più precisamente, il sistema 13 comprende un ingresso 16 per l'acqua che alimenta l'acqua alla cartuccia 15; un condotto 17 intermedio per portare l'acqua dalla cartuccia 15 alla cartuccia 14 ed un condotto 18 di scarico per permettere l'uscita dell'acqua dalla cartuccia 14. More precisely, the system 13 comprises an inlet 16 for the water which feeds the water to the cartridge 15; an intermediate duct 17 to bring the water from the cartridge 15 to the cartridge 14 and a discharge duct 18 to allow the water to exit from the cartridge 14.

Il sistema 13 comprende, inoltre, un condotto 19 di alimentazione per convogliare un gas da trattare alla cartuccia 14, un condotto 20 intermedio per portare il gas dalla cartuccia 14 alla cartuccia 15, ed un condotto 21 di uscita attraverso il quale, in uso, passa il gas trattato proveniente dalla cartuccia 15 stessa. The system 13 also comprises a supply conduit 19 for conveying a gas to be treated to the cartridge 14, an intermediate conduit 20 for carrying the gas from the cartridge 14 to the cartridge 15, and an outlet conduit 21 through which, in use, the treated gas coming from the cartridge 15 itself passes.

Le cartucce 14 e 15 sono identiche per struttura e funzionamento alla cartuccia 6 descritta nel esempio precedente. In particolare, la cartuccia 14 è stata alimentata come la cartuccia 6 nelle medesime condizioni con un gas con una medesima composizione dell'esempio precedente. La pressione del gas era di circa 120 mbar all'ingresso della cartuccia 14 e circa pari a -66 mbar all'uscita della cartuccia 15 (depressione causata dalla linea di aspirazione dei motori). The cartridges 14 and 15 are identical in structure and operation to the cartridge 6 described in the previous example. In particular, the cartridge 14 was fed like the cartridge 6 under the same conditions with a gas with the same composition of the previous example. The gas pressure was approximately 120 mbar at the inlet of the cartridge 14 and approximately equal to -66 mbar at the outlet of the cartridge 15 (depression caused by the suction line of the motors).

Sono state effettuate prove con portate del gas e dell'acqua variabili. Le figure da 9 ad il illustrano i risultati ottenuti. Tests were carried out with variable gas and water flow rates. Figures 9 to 11 illustrate the results obtained.

Nella figura 9 viene indicato 1'andamento della concentrazione di metano (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne E), 4 l/min (colonne F) e 8 l/min (colonne G) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 9 shows the trend of the methane concentration (percentage by volume with respect to the total volume - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) with water flow rates of about 2 l / min (columns E), 4 l / min (columns F) and 8 l / min (columns G) in countercurrent. The solid horizontal line indicates the feed concentration.

Nella figura 10 viene indicato 1'andamento della concentrazione di anidride carbonica (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne E), 41(min (colonne F) e 8 l/min (colonne G) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 10 shows the trend of the concentration of carbon dioxide (percentage by volume with respect to the total volume - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) with water flow rates of approximately 2 l / min (columns E), 41 (min (columns F) and 8 l / min (columns G) in countercurrent. The continuous horizontal line indicates the feed concentration.

Nella figura 11 viene indicato l'andamento della concentrazione di anidride carbonica (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne E), 41(min (colonne F) e 8 l/min (colonne G) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 11 shows the trend of the concentration of carbon dioxide (percentage by volume with respect to the total volume - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) with water flow rates of approximately 2 l / min (columns E), 41 (min (columns F) and 8 l / min (columns G) in countercurrent. The continuous horizontal line indicates the feed concentration.

I risultati confermano quanto notato nell'esempio precedente. In particolare, come nei test con singolo filtro, anche con due unita filtranti in serie si vede chiaramente che, incrementando la portata d'acqua, miglioriamo la rimozione di C02e di H2S e l'arricchimento del biogas in metano (a causa dell'aumento dei coefficienti di scambio di materia lato acqua), The results confirm what was noted in the previous example. In particular, as in the tests with a single filter, even with two filter units in series it is clearly seen that, by increasing the water flow rate, we improve the removal of CO2 and H2S and the enrichment of biogas in methane (due to the increase of the material exchange coefficients on the water side),

Esempio 7 Example 7

In queste prove è stato utilizzato un sistema 22 come illustrato nella figura 3. Il sistema 22 comprende in pratica due cartucce 23 e 24 filtranti tra loro collegate in serie. In these tests a system 22 was used as illustrated in Figure 3. The system 22 practically comprises two cartridges 23 and 24 filtering cartridges connected to each other in series.

Più precisamente, il sistema 22 comprende un ingresso 25 per l'acqua che alimenta l'acqua alla cartuccia 24; un condotto 26 intermedio per portare l'acqua dalla cartuccia 24 alla cartuccia 23 ed un condotto 27 di scarico per permettere l'uscita dell'acqua dalla cartuccia 23 stessa. More precisely, the system 22 comprises an inlet 25 for the water which feeds the water to the cartridge 24; an intermediate duct 26 to bring the water from the cartridge 24 to the cartridge 23 and a discharge duct 27 to allow the water to exit from the cartridge 23 itself.

II sistema 13 comprende, inoltre, un condotto 28 di alimentazione per convogliare un gas da trattare ad un raccordo a T, due condotti 29 per portare, ciascuno, il gas da trattare alla cartuccia 23 e, rispettivamente, alla cartuccia 24, un condotto 30 di uscita, attraverso il quale, in uso, passa il gas trattato proveniente dalle cartucce 23 e 24. Le cartucce 23 e 24 sono collegate al condotto 30 mediante rispettivi condotti 31 (a loro volta collegati al condotto 30 mediante un comune raccordo a T). The system 13 also comprises a supply duct 28 for conveying a gas to be treated to a T-fitting, two ducts 29 to carry, each, the gas to be treated to the cartridge 23 and, respectively, to the cartridge 24, a duct 30 outlet, through which, in use, passes the treated gas coming from the cartridges 23 and 24. The cartridges 23 and 24 are connected to the duct 30 by means of respective ducts 31 (in turn connected to the duct 30 by means of a common T-fitting) .

Le cartucce 23 e 24 erano identiche per struttura e funzionamento alla cartuccia 6 descritta nel esempio precedente. In particolare, le cartucce 23 e 24 erano alimentate come la cartuccia 6 nelle medesime condizioni con un gas con una medesima composizione dell'esempio precedente. La pressione del gas era di circa 120 mbar all'ingresso delle cartucce 23 e 24 e circa pari a -66 mbar all'uscita delle cartucce 23 e 24 stesse (depressione causata dalla linea di aspirazione dei motori). The cartridges 23 and 24 were identical in structure and operation to the cartridge 6 described in the previous example. In particular, the cartridges 23 and 24 were fed as the cartridge 6 under the same conditions with a gas with the same composition of the previous example. The gas pressure was approximately 120 mbar at the inlet of the cartridges 23 and 24 and approximately equal to -66 mbar at the outlet of the cartridges 23 and 24 themselves (depression caused by the suction line of the motors).

Sono state effettuate prove con portate del gas e dell'acqua variabili. Le figure da 12 a 14 illustrano i risultati ottenuti . Tests were carried out with variable gas and water flow rates. Figures 12 to 14 illustrate the results obtained.

Nella figura 12 viene indicato l'andamento della concentrazione di metano (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne H), 4 l/min (colonne I) e 6 l/min (colonne L) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 12 shows the trend of the methane concentration (percentage by volume with respect to the total volume - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) with water flow rates of approximately 2 l / min (H columns), 4 l / min (I columns) and 6 l / min (L columns) in countercurrent. The solid horizontal line indicates the feed concentration.

Nella figura 13 viene indicato l'andamento della concentrazione di anidride carbonica (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne H), 4 l/min (colonne I) e 6 l/min (colonne L) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 13 shows the trend of the concentration of carbon dioxide (percentage by volume with respect to the total volume - ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - abscissa) with water flow rates of approximately 2 l / min (H columns), 4 l / min (I columns) and 6 l / min (L columns) in countercurrent. The solid horizontal line indicates the feed concentration.

Nella figura 14 viene indicato l'andamento della concentrazione di anidride carbonica (percentuale in volume rispetto al volume complessivo - in ordinata) rilevata nel gas uscente dalla cartuccia 15 in funzione della portata di gas (l/min - in ascissa) con portate d'acqua di circa 2 l/min (colonne H), 4 l/min (colonne I) e 6 l/min (colonne L) in controcorrente. La riga continua orizzontale indica la concentrazione di alimentazione. Figure 14 shows the trend of the concentration of carbon dioxide (percentage by volume with respect to the total volume - in ordinate) detected in the gas leaving the cartridge 15 as a function of the gas flow rate (l / min - on the abscissa) with flow rates of water of about 2 l / min (H columns), 4 l / min (I columns) and 6 l / min (L columns) in countercurrent. The solid horizontal line indicates the feed concentration.

I risultati confermano quanto notato negli esempi precedenti. The results confirm what was noted in the previous examples.

La figura 15 illustra l'andamento della riduzione percentuale di anidride carbonica (variazione percentuale in volume dell'anidride carbonica uscente dal sistema rispetto al volume dell'anidride carbonica entrante nel sistema - in ordinata) con portata di gas variabile (l/min - in ascissa) e con portata di acqua fissa a circa 2 l/min nelle tre configurazioni degli esempi 5 (illustrato con il simbolo A), 6 (illustrato con il simbolo □) e 7 (illustrato con il simbolo ·). Figure 15 illustrates the trend of the percentage reduction of carbon dioxide (percentage change in volume of the carbon dioxide leaving the system with respect to the volume of carbon dioxide entering the system - in ordinate) with variable gas flow (l / min - in abscissa) and with a fixed water flow rate of approximately 2 l / min in the three configurations of examples 5 (illustrated with the symbol A), 6 (illustrated with the symbol □) and 7 (illustrated with the symbol ·).

La figura 16 illustra l'andamento della riduzione percentuale di acido solfidrico (variazione percentuale in volume dell'acido solfidrico uscente dal sistema rispetto al volume dell'acido solfidrico entrante nel sistema - in ordinata) con portata di gas variabile (l/min - in ascissa) e con portata di acqua fissa a circa 2 l/min nelle tre configurazioni degli esempi 5 (illustrato con il simbolo A), 6 (illustrato con il simbolo □) e 7 (illustrato con il simbolo ·). Figure 16 illustrates the trend of the percentage reduction of hydrogen sulphide (percentage variation in volume of hydrogen sulphide leaving the system with respect to the volume of hydrogen sulphide entering the system - in ordinate) with variable gas flow rate (l / min - in abscissa) and with a fixed water flow rate of approximately 2 l / min in the three configurations of examples 5 (illustrated with the symbol A), 6 (illustrated with the symbol □) and 7 (illustrated with the symbol ·).

Claims

R IV E N D I C A Z I O N I 1.- Use of a membrane to reduce the concentration in a gaseous mixture of at least one unwanted substance, which is selected from the group consisting of hydrogen sulphide and carbon dioxide; the use comprising a treatment step, during which the gaseous mixture is made to pass inside a plurality of capillaries arranged side by side; each capillary has a side wall, which includes said membrane, and an internal lumen, which is delimited by the side wall and inside which the gaseous mixture passes; the membrane comprising a material selected from the group consisting of; polysulfone, polyethersulfone, polyphenylsulfone and a combination thereof. 2.- Use according to claim 1, wherein the undesired substance is hydrogen sulphide. 3.- Use according to claim 1 or 2, wherein the membrane is of polysulfone. 4.- Use according to one of the preceding claims, in which the gaseous mixture comprises methane, in particular at least 30% by volume, with respect to the total volume of the mixture, of methane. 5.- Use according to one of the preceding claims, the membrane has a thickness of 40 to 400 μπι. 6.- Use according to one of the preceding claims, in which the gaseous mixture is inserted from a first end of the capillaries into the internal lumens and, while moving along the capillaries, during the separation phase, at least part of the unwanted substance passes through the wall lateral outwards so that from a second end of the capillary opposite the first end comes out a treated gas having a concentration of undesirable substance lower than the concentration of the undesirable substance in the gaseous mixture (to be treated); the lumen of each capillary has a cross section with an area from 120000 to 3200000 μπι <2>. 7.- Use according to one of the preceding claims, in which, during the treatment step, a recovery fluid is present outside the capillaries; at least some of the unwanted substance being transferred to the recovery fluid. 8.- Use according to claim 7, in which, during the treatment step, the recovery fluid is made to flow externally to (in particular, along the) capillaries, in particular in the opposite direction (counter-current) with respect to the direction in which the gaseous mixture moves inside the capillaries. 9.- Use according to claim 8, wherein, during the treatment step, the recovery fluid is made to flow with a flow rate of at least 1 l / min, in particular at least 2 l / min. 10.- Use according to one of the preceding claims, in which, during the treatment phase, the gaseous mixture is made to pass inside from 1000 to 100000 capillaries side by side, in particular with a total flow rate of less than 500 l / min , in particular of at least 1 l / min. 11.- Use according to one of the preceding claims, in which the membrane has a porosity with a cut off of up to 100 kDalton. 12.- Use according to one of the preceding claims, in which the gaseous mixture is biogas, in particular it comprises from 30% to 80% (in particular, from 35% to 75%), with respect to the total volume of the mixture, of methane. 13.- Use according to one of the preceding claims, in which the unwanted substance is carbon dioxide. 14.- Use according to one of the preceding claims, in which the unwanted substance is hydrogen sulphide,