Presentazione di PowerPoint

GNL a chilometri zero
Ancona, 16 Luglio 2014
Tecnologie della criogenia
per la liquefazione di metano e biogas
Premessa
Il convegno introduce nel suo titolo alcune parole
chiave che orientano chiaramente l’argomento:
GNL
• gas naturale liquefatto
chilometri
zero
• Produzione locale
• Accumulo locale
• Utilizzo locale
criogenia
• Utilizzo di tecniche di produzione a
bassissime temperature (inferiori a 150°C)
mini e micro
liquefazione
• Taglia di impianti medio-piccole
• Applicazione nella gestione locale
Premessa
In sintesi ci stiamo riferendo a:
Produzione locale e limitata di metano
Liquefazione con tecnologia criogenica
Accumulo di metano in forma liquefatta
Utilizzo in applicazione locale
La filiera
FONTE DI METANO
• Biogas prodotto dalla digestione anaerobica di sostanze organiche (fanghi da
impianti di depurazione, reflui zootecnici, rifiuti alimentari e frazione organica dei
rifiuti solidi urbani, ..)
PRODUZIONE DI BIOMETANO
• Purificazione del biogas per recupero della sua frazione di metano e per
rimuovere tutte le impurezze
PRODUZIONE DI GNL
• Pretrattamento e liquefazione mediante raffreddamento a bassa
temperatura del biometano
UTILIZZO LOCALE
• microreti di distribuzione
• combustibile per veicoli favorita da:
• 1) diffusione capillare del metano di rete in Italia;
• 2) N° di auto italiane circolanti superiore rispetto alla media europea;
• 3) N° di distributori metano in Italia superiore alla media europea
Liquefazione – il processo
Il metano puro a temperatura e pressione ambiente
si presenta come gas incolore ed inodore;
Mediante raffreddamento a pressione atmosferica il
metano gassoso passa alla fase liquida alla
temperatura di -162°C;
Queste temperature NON posso essere raggiunte
mediante l’utilizzo di un semplice ciclo frigorifero,
cioè attraverso una semplice compressione,
raffreddamento ed espansione di un gas;
Per raggiungere temperature inferiore ai -70°C con
una livello di efficienza adeguato bisogna ricorre a
ciclo criogenici dove la temperatura può arrivare fino
a pochi gradi dallo zero assoluto.
Liquefazione – il processo
Un ciclo criogenico rispetto ad un ciclo
frigorifero opera a pressioni più elevate
e ripete in un circuito semi aperto il ciclo
di compressione-raffreddamento ed
espansione un numero maggiore di
volte consentendo quindi l’abbassarsi
progressivo della temperatura fino ai
valori tipicamente di -195°C;
Il processo è consolidato specialmente
nelle
applicazioni
di
liquefazione
dell’aria per la sua distillazione e quindi
separazione allo stato puro dei suoi
componenti principali: ossigeno, azoto
ed argon.
Liquefazione – la tecnologia criogenica
SIAD opera da 85 anni nel
settore dei gas tecnici, sia nella
progettazione e realizzazione
impianti che nella produzione e
commercializzazione dei gas
tecnici.
SIAD
possiede
tecnologie
proprietarie per la produzione di
gas tecnici allo stato gassoso e
liquefatto.
Le tecnologie proprietarie SIAD
includono anche i processi di
liquefazione.
Liquefazione – la tecnologia criogenica
Ai fini di avere la massima
efficienza, i processi di
liquefazione si sono nel
tempo evoluti con macchine
sempre più sofisticate e
performanti.
Tipicamente, per ragioni di
sicurezza ed affidabilità, il
processo di liquefazione
viene condotto con il solo
azoto.
Liquefazione – la tecnologia criogenica
L’azoto liquido (che liquefa
alla pressione atmosferica
alla temperatura di -195°C)
viene poi utilizzato a sua
volta per la liquefazione degli
altri componenti dell’aria più
altobollenti (ossigeno a 183°C e argon a -186°C).
Gli
impianti
sono
tipicamente di una taglia di
oltre
3.000
Nm3/h
di
produzione con una potenza
di oltre 3 MWh
Liquefazione – la tecnologia SIAD
Tipicamente gli impianti di liquefazione sono
composti da:
Compressore di alimentazione e di riciclo
Gruppo turbine di compressione ed espansione
Cold box con scambiatore multipassaggio
La tecnologia criogenica per il GNL
SIAD ha sviluppato una gamma completa di
processi per la produzione di gas naturale
liquefatto partendo da biogas che prevede:
pretrattamento di purificazione
liquefazione dalla scala micro, fino alla scala
industriale per applicazioni locali (sono esclusi
i grossi impianti di liquefazione di LNG per il
trasporto via nave)
La tecnologia criogenica per il GNL
PRETRATTAMENTO
A monte del processo di liquefazione è previsto un
processo di pretrattamento per la rimozione di:
Umidità,
H2S
HC altobollenti
Anidride carbonica
che se non eliminate, raggiunte le basse
temperature di liquefazione del metano, potrebbero
solidificare comportando dei blocchi nel processo di
liquefazione.
La tecnologia criogenica per il GNL
LIQUEFAZIONE
Si è sviluppata una gamma di vari impianti di
liquefazione in funzione della capacità richiesta di
produzione di GNL
LIN-LNG/xx: impianti di ridotta capacità
il processo prevede l’utilizzo di azoto liquido importato sul
sito di produzione in cisterna da impianti di produzione di
gas tecnici
L’azoto liquido, mediante un processo di evaporazione e
scambio termico, è il veicolo con cui vengono fornite le
frigorie al metano gassoso per essere liquefatto
La tecnica non è molto diversa da quella consolidata ed
utilizzata per liquefare l’ossigeno
La tecnologia criogenica per il GNL
MP-LNG/xx: impianti di media capacità
impianti di produzione del metano liquefatto che
utilizzano un liquefattore di piccola taglia con un
solo gruppo turbina/espansore
HP-LNG/xx: impianti di elevate performance
impianti di produzione che utilizzano un
liquefattore di grande capacità con un processo a
doppia turbina per avere la massima efficienza,
giustificato dal fattore di scala
INT-LNG/xx: impianto integrato
Impianti di elevata capacità ed integrato ad un
impianto per la produzione di gas tecnici per
avere la massima efficienza del ciclo e sinergia
Gli impianti di SIAD MACCHINE IMPIANTI
Nel seguito in sintesi i modelli di liquefattore GNL prevista dalla
gamma SIAD MACCHINE IMPIANTI
PRODUZIONE
GNL
PRESSIONE
ALIMENTAZIONE
BIOMETANO
PRESSIONE
GNL
PRODOTTO
SOTTO RAFFRED.
ALLO STOCCAGGIO
(5 bar)
POTENZA
ELETTRICA
DI LIQUEFAZIONE
ton/giorno
bar
bar
°C
kW
LIN - LNG/10
10
6
5
-2
(*)
MP - LNG/10
MP - LNG/35
MP - LNG/60
10
35
60
6
6
6
5
5
5
-2
-2
-2
470
1.550
2.600
HP - LNG/60
HP - LNG/110
60
110
6
6
5
5
-6
-6
2.200
3.700
INT - LNG/75
75
6
5
-6
3.700
MODELLO
IMPIANTO
LIQUEFAZIONE
(*) 20.5 ton/giorno (680 Nm3/h) di LIN per produrre 10 ton/giorno (580 Nm3/h) di GNL
Lo schema del processo HP-LNG/xx
Biometano
gassoso
GNL
La produzione SIAD MACCHINE IMPIANTI
Nel caso identificato dal convegno, per i motivi predetti
di logica locale e quindi di capacità modeste, si applica
il modello LIN-LNG/xx:
Liquefattore assistito da azoto liquido
Vantaggi in considerazione della capacità richiesta:
Nessun impegno di potenza elettrica
Flessibilità di produzione con possibili e frequenti
(se necessario) stop & go
Minor rischio potendo gestire stoccaggi di GNL di
modeste dimensioni
Massima affidabilità avendo solo apparecchiature
statiche ed avendo «scorta di frigorie» nello
stoccaggio di azoto
Un’applicazione
SIAD sta sviluppando un integrato che prevede
partendo da biogas la produzione di biometano
gassoso e liquido per:
Invio in gasdotto
Utilizzo come combustibile per autotrazione
L’impianto prevede le seguenti sezioni:
Pretrattamento biogas
Separazione del metano da anidride carbonica con processo
a membrane
Purificazione, liquefazione e stoccaggio di CO2 per il mercato
esterno
Compressione ed invio metano in gasdotto
Compressione metano per autotrazione
Liquefazione e stoccaggio GNL
Un’applicazione
Skid gasdotto
Compressione
biometano
Liquefatore
biometano
Stoccaggio
GNL
Stoccaggio
LIN
Polmone
biometano
Purificazione e
liquefazione CO2
Pretrattamento
biogas
Separazione
CO2-CH4
Stoccaggio
CO2
Stazione di carico
- LNG (cisterne)
- LNG (veicoli)
- CLNG
- CO2
Stazione di scarico
- LIN
Un’applicazione
Un’applicazione
Un’applicazione
Un’applicazione
GRAZIE
Società del Gruppo SIAD e settori di attività
Gas industriali
SIAD Austria
SIAD Czech
SIAD Slovacchia
SIAD Ungheria
SIAD Italia
SIAD Romania
SIAD Bulgaria
SIAD Ucraina
SIAD Russia
ISTRABENZ PLINI
PLINARNA MARIBOR
DISUPLIN PORTO RE
ISTRABENZ PLINI
ISTRABENZ PLINI
ISTRABENZ PLINI
Remtechgas
Ucraina
Slovenia
Slovenia
Croazia
Croazia
Serbia
Bosnia-Erzegovina
Engineering
SIAD Macchine Impianti Italia
SIAD Macchine Impianti Trading
(Shanghai) Co., Cina
SIAD Engineering
(Hangzhou) Co., Cina
SIAD Macchine Impianti
Italargon Division Italia
ESA Italia
Pyronics International Belgio
Healthcare - Homecare
Medigas Italia
Magaldi Life Italia
SIAD Healthcare Italia
Beni industriali e servizi
Arroweld Italia
Tecnoservizi Ambientali Italia
Tecno Project Industriale Italia
Tecno Project Industrial Brasile