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Sperimentazione di reattori a gocciolamento per la metanazione biologica: avvio del sistema ad alta pressione

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Sperimentazione di reattori a gocciolamento per la metanazione biologica: avvio del sistema ad alta pressione

La metanazione è il processo che consente di trasformare l’idrogeno prodotto da un surplus di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili in metano, facendolo reagire con la giusta quantità di CO2. Nella metanazione biologica questa conversione avviene a basse temperature grazie all’azione di microorganismi. RSE ha messo in opera un impianto pilota per la metanazione biologica che utilizza la tecnologia dei reattori a gocciolamento (conosciuti come “trickle bed”). La sperimentazione è stata avviata con uno di questi reattori a pressione atmosferica e il secondo in pressione per studiare come questo parametro influisca sulla produzione e sulla purezza del metano.

Il “Power to Gas” può rappresentare una delle soluzioni cruciali per immagazzinare l’eccesso di energia rinnovabile, convertendo l’elettricità in idrogeno e combinandolo con CO2 attraverso la reazione di Sabatier. RSE ha focalizzato la ricerca sulla biometanazione ex-situ, in particolare sui reattori a gocciolamento (TBR). Nel Laboratorio “Metanazione Biologica” di RSE a Milano, avviato durante la precedente fase di ricerca (PTR 2019-2021), il primo reattore (R1) è stato inoculato con successo, e la sperimentazione a pressione atmosferica ha prodotto metano entro 70 ore dall’inoculo.

 

Nel corso del triennio di ricerca (PTR 22-24) RSE ha avviato la sperimentazione sul secondo reattore (R2), concentrandosi invece sull’analisi degli effetti della pressione di esercizio sulla produzione e purezza del metano. A pressioni più elevate, la maggiore solubilità facilita l’assorbimento di questi gas, accelerando le reazioni di metanazione biologica.

 

Durante la transizione ad alta pressione, la strategia utilizzata ha consentito ai microorganismi di adattarsi gradualmente alle nuove condizioni operative, aumentando gradualmente sia la pressione che le portate in ingresso. Il monitoraggio delle concentrazioni di idrogeno e la gestione del pH sono stati cruciali per garantire una elevata purezza di metano nel gas in uscita. La stima del Methane Production Rate (MPR) ha rivelato un valore di 4,6 m3 CH4/m3 di volume utile al giorno, indicando un’elevata efficienza del sistema. Nonostante i transitori legati alla solubilità della CO2 e ai cambiamenti di pressione, il sistema ha dimostrato una robusta capacità di gestire le condizioni richieste per la produzione di metano attraverso la via biologica.

 

I risultati forniscono una solida base per ulteriori ottimizzazioni e approfondimenti operativi.

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