Ottimizzazione della rimozione di H₂S e riduzione del costo totale di proprietà (TCO) con il sistema di filtraggio del carbonio DESOTEC per il biogas.
L'innovativo impianto di produzione di carbone PF5 di DESOTEC per il mercato del biogas è il primo al mondo in grado di trattare, riattivare e valorizzare il carbone impregnato con elevati livelli di zolfo, derivante dalla desolforazione di tipici flussi di biogas e biometano. Genera un prodotto rinnovabile di qualità equivalente al carbone vergine, che viene poi impregnato con sostanze chimiche specifiche per migliorare la chemisorzione del solfuro di idrogeno (H₂S). Questo caso di studio analizza come un cliente francese del settore del biogas, recentemente passato al carbone PF5, abbia riscontrato rapidamente notevoli miglioramenti nella capacità di carico e nella durata dei filtri, con conseguenti risparmi e una maggiore efficienza operativa.
Punti chiave
- Il passaggio da un carbone impregnato standard al carbone impregnato PF5 di DESOTEC ha aumentato drasticamente l'adsorbimento di H₂S, portando a una significativa riduzione dei costi.
- Cattura inoltre una maggiore quantità di composti organici volatili (COV), prolungando la durata di vita di eventuali filtri COV a valle.
- La soluzione completa di DESOTEC riduce il costo totale di proprietà (TCO) e semplifica la gestione per il cliente: forniamo supporto continuo per ottimizzare le configurazioni di filtrazione e ci occupiamo di tutti i rifiuti di filtrazione, inclusi documenti, logistica e trattamento e riciclo del carbone, anche in presenza di un elevato carico di zolfo.
- Poiché il nuovo prodotto del nostro impianto PF5 è più efficiente, prodotto in Europa con fonti rinnovabili e riciclabile, ha un'impronta di carbonio molto inferiore rispetto al carbonio vergine proveniente da fonti non rinnovabili, spesso provenienti dall'Asia.
La sfida
Questa multinazionale specializzata nella gestione dei rifiuti produce biogas per la cogenerazione presso la sua discarica in Francia. Per proteggere i motori di cogenerazione a valle, il biogas deve essere purificato da H₂S e COV, in particolare dai silossani .
DESOTEC fornisce a questo cliente servizi di filtrazione efficaci da diversi anni. Inizialmente, utilizzavamo un filtro riempito con carbone attivo impregnato standard per adsorbire l'H₂S, seguito da un secondo filtro riempito con carbone attivo non impregnato per catturare i VOC (composti organici volatili).
Una volta saturi, questi filtri venivano sostituiti con nuovi e noi trasportavamo i vecchi filtri lontano dalla sede del cliente per un sicuro smaltimento dei rifiuti di carbonio. Il carbone carico di VOC veniva riattivato nei nostri forni per il riutilizzo, ma non esisteva la tecnologia per riattivare il carbone carico di H₂S , quindi veniva inviato a terzi per uno smaltimento sicuro, fino a quando DESOTEC non ha sviluppato il suo impianto PF5.
Con lo sviluppo del nostro innovativo impianto di produzione di carbonio per il settore del biogas, PF5, eravamo desiderosi di offrire a questo cliente una soluzione ancora più efficiente, sostenibile ed economicamente vantaggiosa. Abbiamo consigliato all'azienda di passare al nostro nuovo tipo di carbonio PF5 , prodotto localmente in Europa e con la stessa qualità del carbonio vergine.
La soluzione
Per illustrare a questo cliente i vantaggi del nostro carbonio PF5, abbiamo citato l'esperienza di altri clienti del settore biogas che avevano già effettuato il passaggio:
- Alcuni hanno riscontrato che il nuovo tipo di carbone attivo è così efficiente nella rimozione dell'H₂S da aver permesso loro di eliminare i pretrattamenti dal proprio sistema di filtrazione.
- Si è constatato che la durata del filtro VOC a valle, riempito con carbone attivo tradizionale, è aumentata di almeno il 20% – un dato che DESOTEC intende ora migliorare ulteriormente attraverso un'ulteriore ottimizzazione del sistema presso lo stabilimento di questo cliente.
Grazie alla nostra consolidata collaborazione, questo cliente francese si è fidato di noi e ha testato la nuova lega di carbonio PF5, con la consapevolezza che sarebbe stato facile tornare alla precedente in caso di necessità.
Alla fine del 2023, abbiamo quindi sostituito i due filtri del cliente con un unico modello AIRCON HC-XL , riempito con il nostro nuovo filtro a carbone impregnato PF5 per catturare sia H₂S che VOC.
Per le applicazioni che emettono elevate concentrazioni di VOC, in genere installiamo un secondo filtro riempito con carbone attivo standard, ma questo è raramente necessario per il biogas da discarica. Una configurazione semplificata è più conveniente e più semplice da gestire per i clienti, in quanto richiede un minor numero di sostituzioni dei filtri e genera un unico flusso di rifiuti.
I risultati
La soluzione si è rapidamente dimostrata persino più efficace di quanto previsto da DESOTEC. In seguito al passaggio da un tipo di carbonio impregnato standard al nostro carbonio impregnato PF5, la capacità di assorbimento di H₂S è aumentata da una media di circa il 30% al 60% e oltre, come mostrato nel grafico sottostante.
La durata utile dei filtri è stata notevolmente prolungata: in precedenza, il cliente necessitava di cinque sostituzioni all'anno, mentre ora questo numero si è ridotto a tre, con una conseguente notevole riduzione dei costi.
Le misurazioni effettuate in uscita mostrano che le concentrazioni di H₂S si riducono da 5500 ppm a zero o a poche ppm, mentre i silossani rimangono costantemente al di sotto dei livelli rilevabili.
Come molti produttori di biogas, anche questo cliente aveva installato un piccolo filtro fisso come sistema di riserva, che ora viene usato raramente, riducendo ulteriormente i costi di gestione.
Su nostro consiglio, il cliente ottimizzerà a breve il sistema installando un secondo filtro AIRCON HC-XL in serie, riempito con lo stesso prodotto PF5. Raddoppiando i letti filtranti al carbone, questa configurazione raggiungerà capacità di carico ancora maggiori sia per H₂S che per VOC, prolungando ulteriormente la durata del filtro e riducendo costi e problemi.
Il cliente è entusiasta del risultato e il responsabile dell'impianto sta ora valutando la possibilità di replicare questo sistema di filtrazione in altri nove impianti di biogas sotto la sua gestione.
Per chiudere ulteriormente il ciclo, non solo il carbonio viene riattivato e riciclato nel nostro impianto PF5 , ma anche lo zolfo recuperato viene utilizzato per produrre gesso. Questo viene poi venduto al settore edile come materiale da costruzione, riducendo l'impronta di carbonio di DESOTEC e rendendo l' intero processo di riciclo completamente circolare .
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