GEOFLEXHeat: Il sistema Spike per la riduzione della silice a Bagnore
Il progetto GEOFLEXHeat affronta una delle principali criticità della geotermia ad alta entalpia: la precipitazione della silice durante il raffreddamento della salamoia geotermica. Nel sito di Amiata Energia, alimentato dalle salamoie a 90°C e 200°C provenienti dagli impianti geotermici ENEL Greenpower Bagnore 3 e 4, il raffreddamento del fluido genera una sovrasaturazione che provoca depositi di silice e stibnite, compromettendo scambiatori, tubazioni e pozzi di reiniezione.
Gestione della stibnite: l’iniezione degli inibitori ad alta temperatura
La prima fase del trattamento della salamoia si concentra sulla gestione della stibnite, che tende a precipitare quando la salamoia inizia a raffreddarsi negli scambiatori ad alta pressione. Per evitare questo fenomeno, gli inibitori di Sb₂S₃ vengono iniettati direttamente nella linea da 200°C, prima dell’ingresso nel primo scambiatore. Questa scelta protegge le superfici metalliche del sistema, evita l’occlusione dei passaggi e garantisce la continuità operativa della linea geotermica, senza interferire con il successivo trattamento della silice.
Preparazione del fluido: raffreddamento controllato fino a 80°C
Dopo l’iniezione degli inibitori, la salamoia viene raffreddata da 200°C a circa 80°C tramite uno scambiatore ad alta pressione con tecnologia “Heat Pipes”. Questa temperatura rappresenta un equilibrio ottimale: è sufficientemente bassa per attivare la precipitazione controllata della silice, ma abbastanza alta da evitare la formazione prematura di depositi indesiderati: l’80°C costituisce la temperatura ideale per garantire l’efficienza della successiva reazione con Ca(OH)₂.
La reazione chiave: l’immissione di Ca(OH)₂ per precipitare la silice
Raggiunta la temperatura target, viene avviata l’immissione del Ca(OH)₂, che permette di innalzare rapidamente il pH e avviare la trasformazione della silice in eccesso in fasi calcio-silicato. Questa precipitazione controllata consente di riportare la concentrazione di silice al di sotto della soglia di saturazione, riducendo la possibilità di formazione di incrostazioni lungo il circuito di reiniezione. Le simulazioni e i test del progetto mostrano come la precipitazione avvenga in pochi minuti e sia completata entro 20–30 minuti, tempi estremamente ridotti rispetto ai metodi tradizionali basati su semplici vasche di ritenzione.
Il reattore di scaling: la nuova tecnologia Spike
Il cuore dell’impianto è un reattore di scaling da 1,5 m³ progettato da Spike con una geometria a ciclone che garantisce un’elevata miscelazione e un pH omogeneo in tutto il volume. Questo design favorisce la crescita dei precipitati e la loro separazione dal fluido, riducendo la tendenza alla formazione di depositi nelle tubazioni e migliorando la continuità operativa. Il modello cinetico sviluppato in GEOFLEXHeat consente inoltre di definire in modo preciso i parametri operativi del processo quali pH, Ca/Si, temperature e tempi di ritenzione, adattando il funzionamento dell’impianto alle condizioni reali della salamoia di Bagnore.
Benefici attesi per Amiata Energia e validazione tecnologica
L’installazione a Bagnore rappresenta un passaggio fondamentale per la dimostrazione industriale delle tecnologie GEOFLEXHeat e costituisce un modello replicabile in altri distretti geotermici europei.