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L'idea di separazione del biogas è intesa in due modi diversi. A seguito del processo di creazione, il biogas deve essere separato dalla materia organica che lo genera. Successivamente, i composti non necessari — persino tossici — presenti nel biogas devono essere allontanati dal metano (CH₄) al fine di massimizzare la sicurezza e l'efficienza del biogas come fonte energetica. Poiché il biogas sta diventando una risorsa sempre più popolare per coloro che vogliono evitare un ulteriore consumo di combustibili fossili, la prospettiva di renderlo il più puro possibile sta evolvendo da un obiettivo altamente desiderabile a una necessità assoluta.
Il ciclo della vita non lascia intatta alcuna materia vivente. I semi germinano, nascono, crescono fino alla maturità, si deteriorano, muoiono e si decompongono. Sebbene la decomposizione possa apparire come la fine di un ciclo, in realtà dà inizio a qualcosa di nuovo. In presenza di ossigeno, i materiali organici si scompongono rilasciando determinati gas. Tuttavia, quando l'ossigeno viene rimosso da questa catena di eventi, si verifica una differenza nel raccolto gassoso — il metano è un prodotto finale di grande valore come fonte di energia. Questo processo di disintegrazione a più fasi è chiamato digestione anaerobica. Un fenomeno naturale che si verifica da eoni, la digestione anaerobica è ora replicata dalla tecnologia umana. Il tessuto in decomposizione che attiva l'attività digestiva può essere quasi qualsiasi sostanza biodegradabile, sebbene alcune siano produttori di CH₄ migliori di altre. Gusci d'uovo, fondi di caffè, scorze di anguria, conigli morti, gambi di mais combinati, mele marce, escrementi d'oca, foglie cadute e letame di cavallo — e numerosi altri esempi — rientrano nella materia organica digeribile. Infine, il biogas, ovvero una miscela di metano, anidride carbonica, vapore acqueo e alcuni altri gas minori, viene rilasciato dal cumulo di substrato.
Sebbene i digestori siano costruiti su diverse scale e per scopi diversi, ognuno opera con la consapevolezza che il biogas salirà verso la parte superiore del serbatoio del digestore, mentre il substrato liquido e solido — che presto diventerà digestato — occuperà le regioni inferiori a causa delle loro densità più elevate. Il gas, quindi, è libero di uscire dal componente digestore del sistema tramite una tubazione del gas che conduce a un ulteriore trattamento. Il digestato residuo può essere costituito da materia solida, liquidi o una combinazione di entrambi. Il digestato può essere utilizzato in diverse applicazioni utili, non ultima quella di un fertilizzante benefico per le colture agricole. Altri usi per il digestato includono lettiere per animali e materiale di base per bioplastiche e altri prodotti manifatturieri.
Se il biogas deve essere sfruttato in un modo che non minacci la salute pubblica né i recipienti che lo contengono e lo trasportano, allora è meglio eliminare alcuni composti dal suo contenuto. I composti dello zolfo, i silossani, il vapore acqueo e l'anidride carbonica (CO₂) possono essere tutti problematici per il trasporto, lo stoccaggio e la combustione del metano nel biogas. Alcuni, come l'idrogeno solforato, possono indurre gravi problemi respiratori — persino la morte — quando gli esseri umani ne sono esposti. I silossani possono compromettere il funzionamento dei motori a combustione, mentre la CO₂ inibisce l'efficienza dello stoccaggio e del trasporto del biogas. Far passare un flusso di gas attraverso soluzioni liquide, il cui contenuto a base di ammoniaca assorbe le molecole di gas nocive, è solo un efficace separatore di biogas. Un'altra procedura di rimozione prevede il raffreddamento e la pressurizzazione del biogas in modo da condensare e liberare i composti contaminanti dal CH₄. Membrane di diversi materiali consentono alle molecole di gas inquinanti più piccole di passare, intrappolando le molecole di CH₄ più grandi. Infine, solidi trattati come il carbone attivo possono attrarre le molecole contaminanti sulle loro superfici, migliorando così la qualità del biogas.
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