Ing. EMANUELE ZANNARINI - Rimini, 5 - 8 Novembre 2019 ECOMONDO Stand n.66 Pad. D5 - Consorzio Italiano Biogas
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Ing. EMANUELE ZANNARINI
Rimini, 5 - 8 Novembre 2019
ECOMONDO Stand n.66 Pad. D5
PENTAIR SUSTAINABLE GAS SOLUTIONS
IL GRUPPO INDUSTRIALE
10.000
DIPENDENTI
IN 40
NAZIONI
$3 MLD
FATTURATO
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 2
TECNOLOGIE DI PROCESSO: LE AZIENDE
PENTAIR FLOW & FILTRATION PENTAIR SÜDMO, PENTAIR HAFFMANS UNION ENGINEERING
Enschede, PAESI BASSI Riesbürg, GERMANIA Venlo, PAESI BASSI Fredericia, DANIMARCA
Hamilton, NUOVA ZELANDA
• Realizzazione di impianti a • Produzione di valvole, raccordi • Produzione di apparecchi e • Union Engineering è entrata
Membrane per il Filtraggio della speciali e sistemi di valvole strumenti di misura per il nel gruppo ad inizio 2017
Birra (BMF) completamente integrati controllo qualità nell’industria • Le tecnologie e la struttura
• Produzione di membrane e di • Progettazione, realizzazione, della birra e delle bevande per l’assistenza sugli impianti
moduli a membrane attraverso installazione, avviamento e • Produzione di impianti per per il recupero di CO2
un sistema di produzione manutenzione di impianti di l’upgrading del biogas, il completano l’offerta dei
proprietario processo per ottenere una recupero di CO2 e soluzioni sistemi Pentair nel settore dei
massimizzazione della gas tecnici, Food & Beverage
• Impianti di processo e di per l’industria delle bevande
produzione e della flessibilità e biometano.
trattamento acque e fanghi e del bio-etanolo
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 3
BIOMETANO
& CO2 SOSTENIBILE
PENTAIR 4
IMPIANTI BIOMETANO + RECUPERO CO2
RIFIUTI ORGANICI FANGHI LIQUAMI MATRICI AGRICOLE DISCARICA
FERMENTAZIONE – DIGESTIONE ANAEROBICA
SISTEMI DI PRE-TRATTAMENTO DEL BIOGAS (RAFFREDDAMENTO, ESSICAZIONE, RIMOZIONE H 2S)
CALORE
IMPIANTI PENTAIR PER L’UPGRADING DEL BIOGAS E IL RECUPERO DI CO2 CHP
ENERGIA
ELETTRICA
STANDARD EVOLUTO EVOLUTO-plus Impianto ad AMMINE UPGRADING ESISTENTE
(PENTAIR O ALTRO FORNITORE)
Impianto a Membrane Impianto a Membrane Impianto a Membrane Recupero+liquefazione
Senza recupero di CO2 Senza recupero di CO2 Recupero CO2 liquida CO2 opzionale MODULO RECUPERO CO2
PERDITE DI CH4 < 0,5% PERDITE DI CH4 = 0% PERDITE DI CH4 = 0% PERDITE DI CH4 < 0,1% PERDITE DI CH4 = 0%
BIOMETANO BIOMETANO BIOMETANO BIOMETANO
IMMISSIONE IN RETE IMMISSIONE IN RETE IMMISSIONE IN RETE IMMISSIONE IN RETE
BIOMETANO BIOMETANO BIOMETANO BIOMETANO
PRODOTTI
PRODOTTI
PRODOTTI
PRODOTTI
CNG CNG CNG CNG
CO2 A SPECIFICA CO2 A SPECIFICA
ALIMENTARE ALIMENTARE
BIO-LNG BIO-LNG BIO-LNG BIO-LNG
(OPZIONE FUTURA) (OPZIONE FUTURA) (OPZIONE FUTURA) (OPZIONE FUTURA)
PORTFOLIO SOLUZIONI PENTAIR
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OPTICAL
ABSORPTION
BioSENSE
SPECTROSCOPY
ONLINE BIOGAS MONITOR
PENTAIR 6
PRE-TRATTAMENTO E COSTI OPERATIVI
CH4 CO2 H2S O2 H2
BIOGAS FILTRI A IMPIANTO DI
GREZZO CARBONI ATTIVI UPGRADING
CH4 + CO2
CONTAMINANTI
BIOMASSE
RIFIUTI ORGANICI
FANGHI
LIQUAMI
QUANTITÀ E QUALITÀ CONTRAMINANTI = OPEX
MATRICI AGRICOLE
A- B- 3-
Limonene Cymene MEK Acetone
Pinene Pinene Carene
NH3
QUANTO DAVVERO VI COSTA IL “PRE-TRATTAMENTO” DEL BIOGAS?
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O2
H2S
CH4
CO2
+ ? H2S
Limonene
Cymene
H2 A-
Pinene
B-
Pinene
3-
Carene
NH3 MEK
Acetone
Preserva l’integrità e le prestazioni delle membrane Riduce i costi operativi di sostituzione carboni attivi
Aiuta a ridurre i costi di produzione del biometano Aumenta il tempo di servizio dell’impianto
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BioSENSE: QUANDO È UTILE I BENEFICI • Sviluppato appositamente per la rilevazione e misura di COV (p.e. chetoni, terpeni) e altri contaminanti • Ineguagliabile in robustezza, affidabilità, semplicità di gestione LE APPLICAZIONI TIPICHE Impianti biogas agricoli in co-digestione con rifiuti organici Impianti biogas da FORSU (residenziale, industria alimentare) Impianti biogas da fanghi di depurazione acque IL RITORNO IN VALORE AGGIUNTO Aiuta a ridurre fino al 30% i costi operativi per i carboni attivi Preserva l’integrità delle membrane e ne salvaguarda le prestazioni nel tempo Salvaguarda la qualità del biometano, garantendone l’odorizzabilità, e protegge le apparecchiature coinvolte Aiuta ad ottimizzare la ricetta per la matrice di biomasse Consente un aumento del tempo di servizio tra 1% e 2 % Riduce i costi di produzione del biometano tra il 3% e il 5% PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 9
BioSENSE: I VANTAGGI TECNOLOGICI
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
Ideato e sviluppato appositamente per rilevare e misurare i livelli di contaminanti nel biogas, quali:
• Livello Totale di Terpeni
• Livello Totale di Chetoni
• H2S (rilevazione sforamento a valle filtro)
• NH3 (rilevazione sforamento a valle filtro)
CAMPIONAMENTO AUTOMATICO DEL GAS
• 5+ punti diversi di campionamento
• 6+ misurazioni all’ora
VANTAGGI E PUNTI DI FORZA TECNOLOGICI
• Realizzato su misura per questo utilizzo
• Fornisce risultati accurati, affidabili e validati
• Estremamente robusto, poiché sorgente luminosa e sensore non vengono a contatto col biogas
• Utilizzabile senza necessità di qualifiche 3
• Manutenzione semplice e ridotta al minimo:
Senza alcun gas particolare di calibrazione
Senza necessità di calibrazione esterna 2 1
4 5
Una sola verifica e manutenzione annuale
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 10RIDUCE LA SPESA PER I CARBONI ATTIVI
BioSENSE misura le concentrazioni di COV prima e dopo lo stadio di pretrattamento biogas,
ed è quindi possibile ridurre significativamente la spesa per la sostituzione dei carboni
attivi, infatti consente di
a) Determinare con anticipo quando le cariche dei filtri a carboni attivi giungeranno a
saturazione e richiederanno la sostituzione > pianificazione operativa ottimale
b) Confrontare le prestazioni di forniture differenti di carboni attivi, selezionando quelle
più convenienti e performanti > frequenza inferiore sostituzione carboni
c) Identificare le biomasse specifiche che generano quei livelli così alti di contaminanti nel
biogas (per poterle gestire diversamente) > controllo e gestione di potenziali imprevisti
Tali risultati positivi sono stati confermati da test condotti in campo.
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 11RIDUCE LA SPESA PER I CARBONI ATTIVI
Una misura più accurata e affidabile dei livelli di COV, consente di ottimizzare il processo
di pretrattamento del biogas. Infatti, con BioSENSE è possibile
Determinare con precisione (ed
anticipo) quando la carica di
carboni nei filtri giungerà a
saturazione e necessiterà di
sostituzione
Monitorare le prestazioni dei
filtri a carboni, utilizzando i dati
raccolti per confrontare le
prestazioni di carboni attivi di
tipologie e produttori differenti,
così da selezionare il prodotto
con rapporto Q/P migliore
Tracciare le biomasse specifiche
che hanno prodotto certi livelli
di contaminanti nel biogas
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 12CS: IMPIANTO BIOGAS 450 Nm3/h DA ORGANICO + CO2 PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 13
CS: SCHEMA A BLOCCHI DELL’IMPIANTO
Solidi Digestore
S1 Primario 1
Energia El.
Trituratore Biogas 1 + 2
Bio-Filtro CHP
S2
Impianto Biogas Industria
Digestore Digestore
Liquidi S3
Primario 2 Secondario
Lavaggio e
S4 Raffreddamento Calore
Liquidi C3
Pastorizz. S5 Digestore Filtro a Carboni
Biogas 3
Primario 3 Attivi (VOC)
Filtro a Carboni
Attivi (H2S)
Effluenti Liquidi
CENTRIFUGA Upgrading biogas Biometano
a MEMBRANE
IMPIANTO DI CH4
DEPURAZIONE
Recupero e Immissione
Fertilizzante Liquefazione CO2
FILTRAZIONE CH4 in rete
A MEMBRANE
CO2 Liquida Serbatoio
Acqua
CO2
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 14CASO DI STUDIO: RISULTATI E CONCLUSIONI
a) Importante riduzione del 30% della spesa per il Consumo di Carboni Attivi [kg/anno]
pretrattamento biogas da €135.000 a €82.000 25000
p.a. con un risparmio di oltre €50.000 p.a.
20000
b) Azzeramento degli “incidenti” di pretrattamento
15000
c) Aumento rilevante del tempo di servizio kg per jaar
10000
d) Incremento importante profitti da produzione di 5000
biometano (da €1.18 M a €1.53M), con un extra
0
reddito annuale di €350.000. 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Consumo di C. A. [g/Nm3 biometano] Produzione Biometano [Nm3 /anno]
14 2500000
12
2000000
10 Obiettivo
8 1500000
g/ nm3 Nm3 bio methane
6 1000000
4
500000
2
0 0
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 15PENTAIR ECOMONDO 2019 – BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”– Ing. Emanuele Zannarini 16
BioSENSE: pre-trattamento “a tutto (bio)gas”
Ing. EMANUELE ZANNARINI
Tel. 338 672 3 197 – email: Emanuele.Zannarini@Pentair.com
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