Upgrading del biogas mediante Pressure Swing Adsorption: modellizzazione ed analisi tecnico-economica

Per selezionare le pressioni ottimali di esercizio è stato simulato il funzionamento della colonna facendo variare la pressione massima (PH) da 3 a 6 atm e la pressione minima (PL) tra 0.05 e 0.5 atm. Dai risultati riportati nelle figure 4.2.5 e 4.2.6 si evince che aumentare la pressione massima determina un modesto aumento della purezza coerentemente con quanto già osservato esaminando la forma delle isoterme di adsorbimento della CO2 sui CMS: la non linearità della curva di equilibrio alle pressioni superiori a quella atmosferica fa sì che un aumento della pressione massima incida sempre meno sull'aumento della purezza del gas prodotto.

Più significativo è l'effetto della pressione minima da mantenere in colonna nella fase di spurgo: sempre riferendosi alla forma delle isoterme di adsorbimento, una riduzione della pressione minima genera un aumento dell'efficienza di rigenerazione della colonna e quindi un aumento crescente della purezza. Sia la riduzione della pressione minima che l'aumento della pressione massima determinano la riduzione del recupero dato che provocano un aumento della quantità di metano persa con l'off-gas (nel caso della pressurizzazione con prodotto in controcorrente il recupero diminuisce anche a causa dell'utilizzo di parte del prodotto per la pressurizzazione della colonna). La produttività subisce l'infuenza della variazione delle pressioni di esercizio in maniera signifcativa se si realizza la pressurizzazione con il prodotto in controcorrente: l'aumento della pressione massima o la diminuzione della pressione minima implicano un maggiore quantitativo di prodotto da introdurre in colonna per portarla alla pressione di esercizio nella fase di adsorbimento; si ha così un minor quantitativo di prodotto raccolto e quindi una minore produttività del ciclo. Ovviamente il valore della pressione minima da utilizzare va scelto tenendo conto della maggiore complessità impiantistica associata a un grado di vuoto troppo elevato.