HTL: Liquefazione Idroterma per la produzione di bio-olio da biomasse lignocellulosiche
Nel progetto BIOGO-for-Production, Spike ha progettato e costruito un impianto di Hydro Thermal Liquefaction (HTL) dedicato alla produzione di bio-olio a partire da biomasse lignocellulosiche e residui organici. L’impianto opera in condizioni estreme, fino a 350°C e 250 bar, che permettono di mantenere la biomassa in fase liquida e favorire la trasformazione dei composti organici in un bio-crude denso e ad alto contenuto energetico. L’impianto ha una capacità di 15 kg/h di slurry con 10% di solidi e una produzione di bio-olio pari a circa 0,45 kg/h.
La tecnologia HTL: perché è strategica
La liquefazione idrotermale è una tecnologia chiave nello sviluppo di biocarburanti avanzati. A differenza della pirolisi, non richiede essiccazione preventiva e consente di trattare biomasse molto umide, come fanghi, alghe o residui organici. L’HTL produce un olio con minor contenuto di ossigeno, maggiore potere calorifico e una composizione più vicina ai combustibili fossili rispetto alla pirolisi, grazie alla rimozione dell’ossigeno prevalentemente sotto forma di CO₂ e H₂O.
Il design del reattore e del processo
L’impianto Spike utilizza un reattore ad alta pressione progettato per garantire tenuta meccanica, stabilità termica e compatibilità con fluidi altamente corrosivi. I dati di progetto indicano una pressione massima ammissibile di 255 bar e una temperatura limite di 360°C, mentre la pressione e temperatura di design raggiungono rispettivamente 300 bar e 400°C. La sospensione biomassa-acqua viene pompata nel reattore tramite una pompa ad alta pressione dedicata, uno dei componenti più critici del sistema, in grado di gestire slurry abrasivi e viscosi. Il processo prevede tempi di residenza variabili da 15 a 60 minuti, regolabili tramite bypass, per studiare cinetica di conversione e resa in bio-olio.
Una configurazione continua e compatta
A differenza delle tecnologie HTL batch descritte nel panorama internazionale, l’impianto Spike è stato progettato come processo continuo, riducendo componenti critici e semplificando il layout operativo. Il sistema è stato containerizzato ed integra preriscaldamento, reattore, unità di filtrazione ad alta temperatura, serbatoi per bio-olio e acque di processo, oltre alla sezione gas di sfiato. Questa configurazione compatta supporta future attività di scale-up e repliche industriali.
Funzionalità sperimentali e flessibilità operativa
Il banco HTL consente di effettuare sperimentazioni su diversi tipi di biomasse, comprese quelle ad alta umidità, che rilevano l’assenza di vincoli severi sul contenuto d’acqua del feedstock . Il sistema è strumentato per misurare portate, pressioni e temperature in continuo, permettendo di valutare rendimento, qualità del bio-crude e formazione di sottoprodotti solidi. L’impianto include una sezione di filtrazione a caldo che consente di separare residui minerali e char direttamente all’uscita del reattore.
Prospettive
L’impianto rappresenta un dimostratore di tecnologia scalabile, con potenziali applicazioni nell’industria dei biocarburanti, nella gestione dei rifiuti organici e nello sviluppo di filiere circolari basate su biomasse residue.
Brevetto n. 1429628-TITOLARE: Spike Renewables Srl/ RE-CORD