Liquefazione idrotermica di fanghi di depurazione dalle acque reflue in presenza di acido formico come co-solvente

A causa del progressivo impoverimento delle risorse di combustibili fossili e dell’impatto negativo che il loroutilizzo ha sull'ambiente, la produzione di carburanti da fonti alternative, come le biomasse, ha ricevuto negliultimi anni una notevole e crescente attenzione. Questo studio è incentrato sulla liquefazione idrotermica(HTL) dei fanghi provenienti dalla depurazione delle acque reflue civili. Tale tipo di biomassa oltre ad avereun alto tasso di umidità, ha un elevato contenuto organico e per essere smaltita è necessario che gli impianti didepurazione investano un ingente capitale [1]. L’HTL tradizionale prevede l’utilizzo dell’acqua, in parte giàcontenuta nella biomassa, come solvente a temperature e pressioni nell'intervallo 250-400°C e 10-30 MParispettivamente ed è considerato un approccio efficace per la conversione della biomassa in un bio-olio dettobiocrude, il prodotto principale di riferimento, insieme con una fase acquosa, un solido residuo e una fasegassosa [1-2]. Tuttavia il biocrude prodotto dalla HTL in assenza di catalizzatori o co-solventi è molto viscosoe ha un alto contenuto di eteroatomi (S, N, O) indesiderati poiché ne abbassano la qualità e ne impedisconol’uso come combustibile per il trasporto. In particolare, un elevato contenuto di O riduce il potere calorificoed aumenta la viscosità del biocrude e un elevato contenuto di N e S porta alla formazione di NOx e SOx inatmosfera. Scopo del lavoro è studiare l’effetto combinato dell’acido formico, come co-solvente donatore diH2, e di un catalizzatore commerciale a base di CoMo/Al2O3 sulla resa e qualità del biocrude prodotto conesperimenti di HTL di fanghi ottenuti da un impianto di depurazione di acque reflue.Diversi studi [3-4] hanno mostrato che elevate pressioni iniziali di H2 nel reattore di HTL causano unincremento del rapporto H/C dei biocrude prodotti sebbene non siano stati osservati effetti significativi sullerese. Tuttavia ad oggi l'H2 è generato principalmente da fonti fossili e una delle maggiori sfide in questocontesto è la realizzazione di una possibile economia dell'idrogeno da fonti alternative. Inoltre dai risultatitrovati in letteratura, è possibile dedurre che, in esperimenti di HTL di microalghe in reattori batch, l'uso di unmezzo di stoccaggio liquido di idrogeno come co-solvente produce effetti simili all’idrogeno molecolare epermette di eliminare la resistenza al trasporto di massa dell’H2 dalla fase gas alla miscela liquida. A partireda queste premesse è stato scelto come co-solvente l'acido formico (FA) poiché si decompone in idrogeno eanidride carbonica in condizioni miti di temperatura e può essere prodotto dalla riduzione elettrochimica delbiossido di carbonio sfruttando energia verde e ne è stato studiato l’effetto sulla resa e sulla qualità del biocrudeprodotto da HTL dei fanghi di depurazione.