I biocarburanti e gli e-fuel sono elementi fondamentali nella ricerca globale di un futuro energetico sostenibile. Sono fonti rinnovabili e rappresentano delle promettenti alternative ai combustibili fossili, poiché riducono le emissioni di CO2 fino al 95% rispetto a questi ultimi. WIKA sostiene da molti anni progetti nel campo dei biocarburanti e degli e-fuel con soluzioni di strumentazione personalizzate.
Le differenze tra i combustibili riguardano principalmente i singoli processi di produzione:
Questi due tipi di reattori vengono utilizzati per produrre biocarburanti ed e-fuel. Il modello TC96-R Flex-R® con termocoppia multipunto è la scelta ideale per il monitoraggio della temperatura nei reattori a letto fisso (foto a sinistra). La sua transizione di sicurezza (contenimento secondario) tra il reattore e la scatola di giunzione è monitorata, a seconda delle esigenze, da manometri, manometri con segnale wireless, trasmettitori di processo o manometri con segnale di uscita elettrico (dall’alto verso il basso). Per l’uso nei tubi catalizzatori dei reattori a piastre tubolari Fischer-Tropsch (foto a destra), il modello TC97 nella versione multipoint miniaturizzata è la soluzione ideale. In entrambi i casi il numero effettivo di punti di misura è solitamente molto più elevato di quello mostrato nella foto.
HVO, HEFA e biomassa liquida (BtL)
L’industria distingue tra biodiesel (FAME = “esteri metilici degli acidi grassi”) e diesel rinnovabile come HVO (“olio vegetale idrotrattato”) e HEFA (“esteri e acidi grassi idrotrattati”). A differenza del biodiesel, l’HVO e l’HEFA possono essere utilizzati come carburanti “drop-in” grazie alla loro qualità superiore, il che significa che possono essere utilizzati direttamente senza dover adattare i motori. Inoltre, la qualità della combustione è migliore grazie al più alto contenuto di cetano, così come le proprietà di scorrimento a freddo.
L’HEFA e l’HVO sono tipicamente a base di oli vegetali e oli da cucina usati, grassi animali e tallolio proveniente dalla produzione di cellulosa. La produzione comprende processi quali l’idrotrattamento e l’idroisomerizzazione in reattori a letto fisso.
I biocarburanti avanzati possono essere prodotti anche mediante gassificazione della biomassa. Il syngas ottenuto viene poi convertito in combustibile liquido utilizzando il processo Fischer-Tropsch. Questo metodo, noto come “biomassa in liquidi” (BtL), utilizza solitamente scarti e residui forestali e agricoli. Anche i rifiuti urbani possono essere utilizzati come materia prima.
E-fuel da CO2 e idrogeno
Gli e-fuel (o RFNBO = “combustibili rinnovabili di origine non biologica”) offrono il potenziale per decarbonizzare settori difficili da elettrificare, come l’aviazione e il trasporto marittimo. Di solito, anche questi sono prodotti utilizzando il processo Fischer-Tropsch. I materiali di input in questo caso sono la CO2 proveniente dai processi di cattura del carbonio e l’idrogeno prodotto dall’elettrolisi utilizzando energia solare, eolica o idroelettrica.
I reattori Fischer-Tropsch per gli e-fuel contengono tubi riempiti di catalizzatore in cui il syngas viene convertito in idrocarburi paraffinici. Dopo l’idrocracking, questi entrano nel processo di distillazione, dove vengono trasformati, ad esempio, in carburante per l’aviazione.
Biocarburanti ed e-fuel: ampia gamma di strumentazione per la produzione
Attività di service in campo di WIKA-Gayesco: l’installazione di termocoppie multipunto modello TC96-R Flex-R® in un reattore.
La produzione di biocarburanti ed e-fuel richiede una sofisticata strumentazione di misura per il monitoraggio dei processi. Ciò vale in particolare per il controllo della temperatura durante le reazioni esotermiche.
Negli impianti per diesel HVO e HEFA entrano in gioco le termocoppie multipunto (multipoint) ad alta precisione modello TC96-R Flex-R®. Qui forniscono un profilo di temperatura preciso nei letti del reattore. Anche la scelta del materiale è determinante per il loro utilizzo. Questo perché nei processi esiste un elevato rischio di corrosione a causa della possibile presenza di acidi grassi liberi, anidride carbonica, acqua e cloro nei fluidi di processo.
I tubi riempiti di catalizzatore nei reattori a piastre tubiere Fischer-Tropsch rappresentano una sfida tecnica durante l’installazione. Il sensore per termocoppia multipoint modello TC97 in versione miniaturizzata è ideale per questo compito. I clienti possono anche usufruire di un servizio di installazione per i sensori di temperatura nei processi citati, garantendo un’installazione ottimale degli strumenti.
Soluzioni per tutti i misurandi
Va da sé che gli operatori degli impianti possono anche attingere alla vasta esperienza di WIKA in soluzioni di strumentazione aggiuntive. Un esempio del know-how relativo ai processi per i biocarburanti e gli e-fuel sono gli indicatori di livello bypass con galleggianti in titanio rivestiti con carbonio simile al diamante (DLC). Inoltre, sono disponibili strumenti specifici per la misurazione della pressione, della portata e della temperatura, nonché separatori a membrana, pozzetti termometrici/tubi di protezione e valvole.
Nota
Sul sito web di WIKA troverete ulteriori informazioni sui modelli TC96-R Flex-R® e TC97. Inoltre nella pagina dedicata alla strategia di sostenibilità potrete scaricare una copia del rapporto di sostenibilità. Per ulteriori domande, non esitate a contattarci.
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