Sistema di monitoraggio dell'upgrading biometano

Campionamento ed analisi su biometano l'esperienza di LabAnalysis

Federico Marsilli - LabAnalysis

Indice

Sommario
Dal metodo al risultato
Video
PDF Scaricabile
Parole chiave
Conclusioni

Sommario

Il Biometano è un gas combustibile ottenuto per upgrading del biogas. Quest'ultimo viene normalmente prodotto dalla digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti, da fanghi di depurazione o da biomasse come reflui zootecnici, biomasse forestali, scarti di prodotti agroalimentari. Gli impianti di upgrading si occupano del trattamento e della purificazione del biogas per la trasformazione oltre al campionamento ed analisi su Biometano e al sistema di monitoraggio.

Cos'è il biometano

LabAnalysis Group - chi siamo
Nasce nel 1976 e si sviluppa negli anni in più settori, raggiungendo elevati standard di qualità e la copertura dei servizi su tutto il territorio nazionale. Proponiamo controlli e misure estremamente affidabili, seguendo il cliente nell'interpretazione dei risultati e nella risoluzione delle eventuali problematiche connesse.

Di cosa parliamo
- Inquadramento su Leggi e norme che regolano la qualità del biometano in Italia;
- L'importanza della scelta del set analitico da sottoporre a caratterizzazione e relativi metodi di campionamento ed analisi della matrice biometano;
- Descrizione delle migliori tecniche di campionamento e focus sugli accorgimenti da intraprendere ai fini di un campionamento rappresentativo;
- Cenni sulle tecniche di analisi di Laboratorio applicate alla matrice biometano, principi di misura, punti di forza e criticità dei metodi prescritti. Applicazione dei risultati ottenuti dal nostro Laboratorio;
- Panoramica sui vantaggi dei risultati ottenuti da un Laboratorio Accreditato UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2018 con esperienza pluriennale sul campionamento ed analisi della matrice biometano.

Cos'è il biometano Il biometano è un gas combustibile ottenuto per upgrading del Biogas. Quest'ultimo viene normalmente prodotto dalla digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti, da fanghi di depurazione o da biomasse come reflui zootecnici, biomasse forestali, scarti di prodotti agroalimentari e monitorato grazie ad un sistema di monitoraggio dell'upgrading

Il biometano è un gas combustibile ottenuto per upgrading del Biogas. Quest'ultimo viene normalmente prodotto dalla digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti, da fanghi di depurazione o da biomasse come reflui zootecnici, biomasse forestali, scarti di prodotti agroalimentari.

- Biogas:
o Upgrading biometano:
. Offgas;
- Biometano:
. Rete gas naturale;
. Autotrazione;
. Cogenazione.

Impianti di upgrading per il trattamento e purificazione del biogas per la trasformazione in biometano.

Upgrading Composizione biogas: c.a. 55% CH4, c.a. 40% CO2, c.a. 3% H2O, c.a. 2% altro Composizione Biometano: c.a. CH4 > 95% Impianti di upgrading per il trattamento e purificazione del biogas per la trasformazione in Biometano e come Sistema di monitoraggio dell'upgrading.
- Pretrattamento:
- Upgrading biometano:
- Desolforazione;
- Deumidificazione.

- Scrubber biologico;
- Scrubber chimico con ossidazione;
- Adsorbimento su ossidi di metallo o carboni attivi;
- Condensazione;
- Adsorbimento chimico;
- Assorbimento fisico o chimico;
- Adsorbimento a pressione oscillante (PSA - Pressure Swing Adsorpotion);
- Separazione a membrane;
- Sistema criogenico.

Inquadramento Normativo e Legislativo
Leggi e norme di riferimento che regolamentano produzione, distribuzione e qualità del biometano

Decreto 18 maggio 2018
È il decreto del Ministro dello sviluppo economico 18 maggio 2018 Aggiornamento della regola tecnica sulle caratteristiche chimico ¬fisiche e sulla presenza di altri componenti nel gas combustibile da convogliare

Decreto 2 marzo 2018
È il decreto 2 marzo 2018 del Ministro dello sviluppo economico di concerto con il Ministro dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare e con il Ministro delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali.

Inquadramento Normativo e Legislativo
Leggi e norme di riferimento che regolamentano produzione, distribuzione e qualità del biometano:
- Deliberazione ARERA 17 Marzo 2020 <>;
- Deliberazione 188/2012/E/COM è la deliberazione dell'autorità 18 maggio 2012, 188/2012/E/COM, come successivamente modificata e integrata;
- Norma UNI EN 16726 è la norma "Infrastrutture del gas - Qualità del gas - Gruppo H";
- Norma UNI EN 16723 ¬ 1 è la norma "Gas naturale e biometano per l'utilizzo nei trasporti e per l'immissione nelle reti di gas naturale - Parte 1: Specifiche per il biometano da immettere nelle reti di gas naturale";
- UNI EN 16723 ¬2:2017 - <>;
- Specifica tecnica UNI/TS 11537:2019 è il rapporto tecnico "Immissione di biometano nelle reti di trasporto e distribuzione di gas naturale" UNI/TR 11537.

Dalla produzione all'analisi
Criteri per la scelta del set analitico
Ai fini della scelta del set di parametri da sottoporre a campionamento ed analisi di Laboratorio bisogna tener conto dei seguenti obiettivi:
- Caratterizzazione del Biometano ai fini degli autocontrolli e verifica del rispetto dei limiti di Legge/norma e/o specifica tecnica;
- Caratterizzazione del Biometano ai fini di performance test (da eseguire sul Biometano o sulle fasi intermedie);
- Caratterizzazione dell'OFF¬GAS.

Commettere un errore in questa fase significherebbe allontanarsi dall'obiettivo. Il piano di campionamento va sempre condiviso con la Committente.

Video

Campionamento ed analisi su biometano l'esperienza di LabAnalysis

Dal metodo al risultato

Le fasi di campionamento e quella di analisi di una matrice sono il cuore di una misurazione.
- Campionamento ed analisi eseguiti a regola d'arte;
- Risultato rappresentativo e robusto;
- Rdp inattaccabile.

Un'analisi chimica anche se condotta con le migliori tecniche e conoscenze, viene vanificata da un campionamento eseguito in modo non corretto che porta al prelievo non rappresentativo del biometano sottoposto a caratterizzazione.

Fase 1 - Campionamento del Biometano

a) Punto di prelievo e linea di campionamento: Il Biometano prodotto dall'upgrading si trova in linea ad una pressione normalmente >2 bar.
Come prima cosa va identificato il punto di prelievo, verificato il tipo di innesto (valvola), e creata una connessione a tenuta per la linea di prelievo del campione. La tenuta della linea va verificata sempre prima dell'inizio delle misurazioni.
Importante: il campione deve essere prelevato e trasportato fino al supporto di campionamento mediante l'ausilio di una linea costituita di materiale inerte (normalmente PTFE);

b) Tipo di campionamento e supporti: Sfruttando la pressione tipica del Biometano prodotto, il campionamento viene eseguito prelevando un flusso costante regolato da una valvola ed un regolatore di flusso normalmente installato dal tecnico campionatore. In base al metodo applicato ed al parametro oggetto di verifica vengono utilizzati diversi tipi di supporti di captazione di uno specifico parametro o famiglia di composti.
Di seguito alcuni esempi:
- Sacca;
- Canister;
- Filtro in quarzo;
- Soluzione fiala;
- Bombola.

c) Tipo di campionamento e supporti:
- In bombola (composizione centesimale, solforati (passivata);
- In sacca (solforati);
- Per gorgogliamento (ammine, nh3, cloruri e fluoruri inorganici).

Fase 1 Campionamento del Biometano - accorgimenti e criticità

Accorgimenti
Al fine di garantire la rappresentatività del risultato viene:
- Eseguita la prova di tenuta della linea di prelievo;
- Scelta del punto corretto di prelievo;
- Utilizzati materiali inerti per il campionamento, trasporto e conservazione del campione;
- Avvinamento multiplo delle sacche/bombole di prelievo;
- Eseguita misurazione in parallelo di alcuni parametri (ch4, o2, co2, co, h2, h2s) con analizzatore a lettura diretta;
- Attesa del tempo di stabilizzazione della misurazione del punto di rugiada dell'acqua.

Criticità
Di seguito descritti alcuni passaggi critici:
- Adeguamento dei metodi di campionamento non specifici per il Biometano;
- Tenuta delle sacche.

Fase 2 - Principali tecniche analitiche applicate

Punti di forza
- Applicazione delle migliori tecniche analitiche disponibili;
- Parco strumentale di ultima generazione;
- Cura nella fase preparativa del campione;
- Accettazione tempestiva dei campioni;
- Esecuzione misurazione in parallelo di alcuni parametri (CH4, O2, CO2, CO, H2, H2S) con analizzatore a lettura diretta;
- Attesa del tempo di stabilizzazione della misurazione del punto di rugiada dell'acqua.

Criticità
Di seguito descritti alcuni passaggi critici:
- Tempo fra campionamento ed analisi da ridurre al minimo (ex. campione in sacca);
- Tenuta delle sacche.

Caratteristiche
- Tecnica molto selettiva e sensibile, lineare per diverse matrici;
- Tempi di analisi contenuti;
- Particolare attenzione alla linea di iniezione che deve essere di materiale inerte;
- Strumento con 2/3 rilevatori per analisi composizione centesimale in contemporanea TCD/FID.
- Tecnica molto selettiva e sensibile (fino a 0,2 ug/m3), possibilità di sceening C3¬C16 senza particolari problematiche di risoluzione, anche di composti isomerici. Analisi diretta del campione così come prelevato, senza alcun tipo di preparativa o trattamento del campione.;
- Grazie alle resine a scambio anioniche e cationiche è possibile analizzare sia cationi (NH3+
che anioni Cl, F). Tecnica selettiva.

Contro:
- Necessità di diluizione in caso di concentrazioni elevate o matrici complesse (per minimizzare le interferenze sugli std interni).
- Necessità di pretrattare il campione per minimizzare gli interferenti.

Campionamento ed analisi su biometano l'esperienza di LabAnalysis

Conclusioni

Perché LabAnalysis Group
- Perché disponiamo di un gruppo di lavoro altamente qualificato (campionamento/analisi/Project Manager);
- Perché disponiamo della migliore tecnologia in commercio;
- Perché siamo dislocati su tutto il territorio nazionale;
- Perché abbiamo un know¬how pluriennale sul campionamento ed analisi del Biometano;
- Perché siamo il primo Laboratorio ad accreditarsi UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2008 ? Perché siamo Leader sul mercato.