Cogenerazione e ossi-gassificazione di biomasse per l'idrogeno green

La ossi-gassificazione di biomasse come strumento cogenerativo per la produzione di idrogeno green

Stefano Frigo - FIRE - Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia

Roberto Gabbrielli, Giacomo Flori, Pietro Sica, Luigi Bressan

- Nuove prospettive per la produzione di H2green - Ossi-gassificazione con CO2 - Metanizzatore - Ossi-gassificazione con vapore - Dal syngas all'idrogeno con un idrogenizzatore - La ossi-gassificazione di biomasse con vapore ad integrazione degli impianti di produzione idrogeno da elettrolisi - Gassificazione catalitica/autocatalitica

Nella ossi-gassificazione la classica alimentazione con aria è sostituita da quella con ossigeno e con l'aggiunta di CO2/vapore. Con la ossi-gassificazione è possibile ottenere un syngas privo di azoto, idoneo ad un successivo utilizzo in impianti per l'arricchimento di idrogenoo per la produzione di bio-combustibili di seconda generazione (bio-metano o il bio-etanolo), in ottica di bioraffineria ed economia circolare.

Attività in corso

Presso i laboratori dell'Università di Pisa è in corso una campagna sperimentale per verificare le prestazioni della ossi gassificazione con CO2/vapore. Viene a tal fine utilizzato un piccolo gassificatore a letto fisso del tipo downdraft, della potenzialità termica di circa 100 kW, opportunamente modificato e strumentato per l'utilizzo di miscele di ossigeno con CO2/vapore.

I parametri di funzionamento del gassificatore (portate, temperature, pressioni) vengono continuamente monitorati e memorizzati. La composizione del syngas è analizzata in continuo con gas-cromatografo.

Ossi-gassificazione con CO2

L'utilizzo della CO2 in abbinamento all'ossigeno, oltre a mitigare la reattività di quest'ultimo permettendo un necessario controllo delle temperature, consente di ottenere un syngas ricco di CO e idrogeno.

Metanizzatore

- La composizione del syngas lo rende idoneo per la successiva produzione di biocombustibili
- È stato valutato dal punto di vista simulativo un suo successivo sfruttamento per la produzione di biometano creando il modello di un reattore Sabatier in ambiente Aspen-Plus.

Il calore disponibile durante il processo permette di generare il vapore necessario rendendo inoltre il sistema praticamente autosufficiente dal punto di vista del fabbisogno di H2O.

Ossi-gassificazione con vapore

- L'utilizzo del vapore in abbinamento all'ossigeno consente invece di ottenere un syngas principalmente ricco di idrogeno grazie al processo di water-shift.
- I primi risultati della sperimentazione sono incoraggianti, con una percentuale di H2 nel syngas anche superiore al 40%.

Dal syngas all'idrogeno con un idrogenizzatore

Anche in questo caso, grazie all'utilizzo dell'ambiente di simulazione Aspen-Plus, sono state analizzate le prestazioni di un impianto di arricchimento e separazione dell'idrogeno. Grazie al calore disponibile durante il processo è possibile cogenerare il vapore necessario.

In allegato, è possibile scaricare il pdf completo dell'atto.