Analisi dei silossani e terpeni nel biogas

Nelle discariche, il liquame ed il biogas sono rispettivamente il prodotto ed il sottoprodotto di scarto principali.
Il processo di scarto avviene durante la digestione dei materiali organici in assenza di ossigeno, i quali sono utilizzati come fonte alternativa di energia principalmente per alimentare motori a combustione .

Il biogas da discarica contiene principalmente metano (CH4) e anidride carbonica (CO2).
La presenza di silicio, contenente materiali da rifiuto provenienti da fonti come agenti di lavaggio, prodotti per la cura della pelle o dei capelli o materiali impermeabilizzanti, implica poi la presenza di silossani.
I silossani contengono silicio (Si), ossigeno (O) e gruppi metilici (CH3-) e sono (L2) o decametilciclopentasilossano (D5).
Quando il materiale di scarto contiene frutti citrici (es. arance), conifere (es. pino) o erbe aromatiche (es. rosmarino, alloro, timo, menta ed eucalipto), anche i terpeni vengono rilasciati durante la fermentazione.

Fig. 1 Stazione di regolazione in discarica

Soluzione tecnica

I biogas possono essere potenziati, introdotti nei gasdotti naturali o bruciati come combustibile negli impianti di generazione di energia. ( Fig 1)
Si verificano però grossi problemi se la quantità di silossani in flusso di gas supera un livello critico. Infatti, durante il processo di combustione, i silossani possono solidificarsi e creare aggregati sabbiosi SiO2, che aderiscono alle superfici interne dei motori. Ne consegue che le parti in movimento (come valvole , pistoni , cilindri) saranno inevitabilmente danneggiati.
I criteri di qualità del gas sono stati specificati in EN 16723-1 e 2, con un livello massimo per il totale di silicio (Si) di 0,3-1,0 mg / m3.
Oltre ai silossani, è altrettanto importante evitare la formazione di terpeni nel biogas, poichè questi ultimi interagiscono con i gas odorizzanti utilizzati nel gas di rete.

Pertanto, è necessaria un’analisi dei silossani e dei terpeni nel biogas, così da mantenere al loro concentrazione al di sotto di un livello massimo.

Strumenti per l’analisi dei silossani e terpeni nel biogas

Finora l’applicazione comune per monitorare la quantità di silicio è quella di prelevare un campione di gas con una sacca di campionamento, portarlo in laboratorio ed effettuare un’analisi con spettrometro di massa (TD GC-MS) secondo EN ISO 16017-1: 2000.
Questa analisi, oltre ad essere costosa, richiede anche tempistiche lunghe per avere un responso di analisi; le decisioni su eventuali cambiamenti nel processo dell’impianto devono invece essere prese entro poche ore per proteggere i motori.

Il GC-IMS-SILOX di G.A.S. (Figura 2), commercializzato in Italia da LabService Analytica, consente di effettuare un test facile e affidabile per monitorare 24/7 che la concentrazione di silossani e terpeni sia al livello minimo.
Questo strumento offre all’utente una risposta in tempi immediati, così da prevenire guasti agli impianti con costi minimi..

Fig.2 GC IMS SILOX