Problemi Comuni dei Generatori di Biogas e Relative Soluzioni

Nei generatori di biogas, uno dei problemi più comuni è un'uscita di potenza inferiore al previsto. Ciò è spesso causato dalla qualità del biogas e dall'usura delle parti del motore. Il biogas richiede un contenuto specifico di metano compreso tra il 50% e il 70% per una combustione adeguata. Se il metano presente nel biogas utilizzato per la produzione di energia è al di sotto di questa soglia, ciò è generalmente dovuto a una digestione inefficace nel digestore, legata a temperature non ottimali e a una digestione della materia prima squilibrata.

L'usura di altre parti del motore, come le candele o gli iniettori di carburante, potrebbe essere un'altra causa. Le parti che bruciano il carburante per generare potenza nel motore si intasano con depositi di carbonio a causa della combustione incompleta, causando così una combustione inefficiente del carburante. In questo caso, il primo passo è verificare la presenza di metano mediante un analizzatore di gas. Se presente, regolare il rapporto della materia prima del digestore e la temperatura a 35°C per la digestione mesofila. Per le parti usurate, è consigliabile sostituire le candele ogni 500 ore di funzionamento e pulire gli iniettori del carburante con un agente pulente professionale.

Funzionamento instabile e arresti frequenti

Avere un generatore di biogas che si spegne spesso e funziona in modo intermittente può essere estremamente fastidioso per chi ha bisogno di elettricità continua. Forniture irregolari di biogas e regolatori di pressione difettosi possono causare questo inconveniente. In un digestore, la produzione di biogas può risultare irregolare e provocare fluttuazioni della produzione se ci sono biomasse da aggiungere oppure perdite nel sistema di raccolta del gas. A ciò si aggiunge che una pressione del gas al di sotto di una certa soglia provoca il singhiozzo e l'arresto del gruppo elettrogeno.

Un'altra causa di questo problema è rappresentata dai regolatori di pressione malfunzionanti. Il regolatore di pressione del motore a biogas controlla la quantità di biogas che può entrare nel motore; se il regolatore di pressione del motore a biogas è difettoso, il flusso di biogas diventa instabile e potrebbe causare malfunzionamenti del sistema. Per risolvere un'instabilità continua del sistema, la prima cosa da fare è riparare le perdite del sistema di raccolta del gas e mantenere un programma regolare di produzione di biogas, eliminando così le riserve di materie prime per prevenire instabilità produttive. Ispezionare i componenti del regolatore di pressione e del flusso di biogas per verificare eventuali danni o ostruzioni, in modo che il sistema possa funzionare in modo continuo. Se un regolatore è danneggiato, sostituirlo con un regolatore di pressione di qualità nel sistema a biogas per garantire un flusso continuo ottimizzato.

Alti livelli di emissioni

Il biogas è un combustibile più pulito rispetto al diesel, ma alcuni generatori producono comunque inquinanti eccessivi come NOx e CO. Questo problema è causato da sistemi di combustione non sviluppati di motori a biogas più vecchi e da una scarsa miscelazione tra aria e carburante. Se i bruciatori a biogas ricevono troppo poca aria, la combustione incompleta produce eccessi di CO. Al contrario, troppa aria genera NOx a causa delle elevate temperature nella camera di combustione.

Un contributo a questo problema può derivare da motori più vecchi che non dispongono delle attuali tecnologie di controllo delle emissioni. Il controllo delle emissioni può essere ottenuto semplicemente ottimizzando il rapporto aria-combustibile. La maggior parte dei generatori di biogas è dotata di una valvola di aspirazione: regolarla per garantire un rapporto volumetrico di biogas pari a 10:1. Gli analizzatori di emissioni possono fornire una misurazione precisa del sistema e controllare la miscela aria-combustibile fino a far rientrare le emissioni nei limiti previsti dagli standard regionali. Possono essere installati su motori più vecchi convertitori catalitici progettati specificamente per motori a biogas, al fine di ridurre gli inquinanti. I gas inquinanti possono essere trasformati in vapore acqueo e CO2 innocui. Anche la manutenzione del motore contribuisce a mantenere basse le emissioni, ad esempio pulendo i condotti d'aria dopo 200 ore di funzionamento.

Difficoltà nell'avvio del generatore

Con il cambiare del tempo o quando il generatore rimane fermo per lunghi periodi, gli utenti spesso riscontrano difficoltà nell'avviare il generatore a biogas. Le cause più probabili sono una bassa pressione del biogas, motori a temperatura ridotta e batterie scariche. I problemi di avviamento dovuti alla bassa pressione del biogas sono causati appunto da una pressione insufficiente. Senza una pressione adeguata, il sistema ha difficoltà a inviare il gas nella camera di combustione del motore, rendendo l'accensione quasi impossibile.

Il freddo ha un impatto negativo sulla combustione. In effetti, la combustione a freddo del motore a biogas e l'avviamento inefficiente del generatore possono dare l'impressione che sia acceso pur non essendo in funzione. Batterie scariche dovute a mancato uso del generatore per settimane sono anch'esse una causa frequente. I problemi di avviamento possono essere risolti identificando innanzitutto l'origine del problema nel sistema di biogas. Se la pressione è bassa, si presuma che il digestore debba funzionare per 24-48 ore. In condizioni di freddo, preriscaldare per 1-2 ore utilizzando un riscaldatore del blocchetto motore. Per batterie scariche, ricaricare il caricabatterie portatile per 4-6 ore e verificare che il sistema di accensione funzioni correttamente.

Componenti del Sistema di Alimentazione e Corrosione

La corrosione di componenti del generatore di biogas come tubi o valvole è un problema silente che peggiora progressivamente i generatori di biogas. Il biogas contiene una piccola percentuale di idrogeno solforato. Quando il biogas e l'H₂S si trovano in un sistema chiuso con umidità, avviene una reazione chimica che diventa corrosiva. Se i componenti iniziali del generatore di biogas non vengono riparati o sostituiti tempestivamente, il risultato è un generatore di biogas con un problema di perdita corrosiva di H₂S. Alla fine, ciò provoca malfunzionamenti del generatore di biogas e del sistema carburante, oltre a costose riparazioni.

Per eliminare la corrosione, la prima cosa da fare è installare sistemi di rimozione dell'H₂S dal biogas sulle condotte del biogas. Il sistema dovrebbe ridurre il gas H₂S a meno di 20 ppm prima che i combustibili a base di biogas vengano utilizzati. È necessario predisporre un sistema per controllare regolarmente la corrosione da H₂S nel carburante. I sistemi carburante deboli in presenza di umidità corrosiva devono essere svuotati o presentano una corrosione accelerata. L'umidità contenente gas H₂S attivo deve essere rimossa; l'umidità corrosiva per il biogas presente all'interno del sistema deve essere drenata e asciugata.