Monitoraggio delle prove di set-up di un impianto di upgrading di biogas da discarica a biometano liquefatto

In the current context, where climate change is causing increasingly evident impacts, biomethane is the main biofuel produced that can contribute to reducing greenhouse gases emissions. The thesis work is focused on the process of upgrading the biogas from municipal solid waste landfills into liquefied biomethane. The plant complex under examination is the landfill located in Borgo Montello, in the municipality of Latina, managed by the company Ind.Eco. S.r.l. A portion of the biogas captured by the body of the landfill is treated through the upgrading and liquefaction processes in order to produce liquefied biomethane used in the automotive sector. After deepening the knowledge of the structure of the plant and its operating units, the monitoring campaign carried out in October 2023 was examined and compared with the project mass balance provided by the manufacturer, in order to evaluate the current functioning of the plant and to understand why it is currently unable to continuously produce a stream of biomethane with the characteristics imposed by regulations and is therefore forced to send the non-specific flow to the thermal destruction in flares. From the analysis of the data, it was possible to conclude that the malfunctioning of the plant is the result of an excessive amount of moisture in the inlet flow to the Vacuum Pressure Swing Adsorption (VPSA) unit, which causes a sudden depletion of the adsorption capacity of the zeolites. This implies, therefore, that the biomethane stream exiting the upgrading process has a lower methane concentration than expected by the project, and that the off-gas stream, sent to thermal oxidation, is excessively rich in methane. A number of possible plant modifications have been proposed which would allow a more efficient removal of moisture from the inlet stream to the VPSA and would therefore contribute to solve the described issues.

Nel contesto attuale, in cui i cambiamenti climatici stanno provocando impatti sempre più evidenti, il biometano si presenta come il principale biocarburante di produzione nazionale in grado di contribuire ad una riduzione delle emissioni di gas serra, in particolare se prodotto a partire da matrici di scarto. Il lavoro di tesi si è concentrato sul processo di upgrading del biogas proveniente dalle discariche di rifiuti urbani in biometano liquefatto (Bio-LNG). Il complesso impiantistico preso in esame è la discarica ubicata in località Borgo Montello, situata nel Comune di Latina, gestita dalla società Ind.Eco. S.r.l. Una porzione del biogas captato dal corpo della discarica è trattata mediante processo di upgrading e successiva liquefazione, al fine di produrre Bio-LNG impiegato nel settore dell’autotrazione. Dopo aver approfondito la conoscenza della struttura dell’impianto e delle unità operative che lo compongono, è stata presa in esame la campagna di monitoraggio eseguita nell’ottobre 2023, ed è stata confrontata con il bilancio progettuale fornito dal costruttore, al fine di valutare il funzionamento attuale della filiera di trattamento e in particolare di approfondire i motivi per i quali l’impianto non è in grado di produrre con continuità un flusso di biometano con le caratteristiche imposte da normativa ed è quindi costretto a inviare la portata fuori specifica alla termodistruzione nelle torce. Dall’analisi dei dati è stato possibile evincere che il malfunzionamento dell’impianto è conseguenza di un eccessivo quantitativo di umidità nel flusso in ingresso all’unità di Vacuum Pressure Swing Adsorption (VPSA), che causa un repentino esaurimento della capacità di adsorbimento delle zeoliti. Ciò comporta, quindi, che il flusso di biometano in uscita dall’upgrading abbia una concentrazione di metano inferiore rispetto a quella attesa da progetto, e il flusso di off-gas, inviato all’ossidazione termica, sia invece eccessivamente ricco in metano. Sono state proposte una serie di possibili modifiche impiantistiche che permetterebbero una rimozione più efficace dell’umidità del flusso in ingresso alla VPSA e concorrerebbero perciò alla risoluzione delle problematiche descritte.