Produzione di Ammoniaca da Biomassa: analisi dei processi e confronto

Abstract

In questa tesi si va ad analizzare il processo di produzione di ammoniaca a partire dalla biomassa attraverso l’impiego di tecnologie di gassificazione ad aria e a ossigeno. L'interesse per questo argomento nasce dalla necessità di trovare alternative più sostenibili ai metodi tradizionali di sintesi dell'ammoniaca, che attualmente si basano su fonti fossili e generano elevate quantità di gas serra. L'obiettivo principale del nostro lavoro è quello di valutare il potenziale della biomassa come fonte rinnovabile per la produzione di syngas, che può essere utilizzato per sintetizzare l'ammoniaca, e di analizzare le differenze tra la gassificazione con aria e quella con ossigeno in termini qualitativi e quantitativi. L’attività svolta comprende lo studio dei principali processi di gassificazione e Chemical looping, la modellazione del layout impiantistico e l'analisi della composizione del gas prodotto, con particolare attenzione al contenuto di idrogeno, azoto. I risultati che abbiamo ottenuto evidenziano come la gassificazione con ossigeno consente una maggiore qualità del syngas, a fronte di una maggiore complessità impiantistica, mentre l'uso dell'aria risulta più semplice ma penalizza l'efficienza del processo stesso. Lo studio conferma la fattibilità della produzione di ammoniaca da biomassa come opzione promettente per la transizione energetica.

This thesis analyzes the ammonia production process from biomass through the use of air and oxygen gasification technologies. Interest in this topic arises from the need to identify more sustainable alternatives to conventional ammonia synthesis methods, which currently rely on fossil resources and generate significant greenhouse gas emissions. The main objective of this work is to evaluate the potential of biomass as a renewable feedstock for syngas production, which can be used for ammonia synthesis, and to investigate the differences between air and oxygen gasification from both qualitative and quantitative perspectives. The activities carried out include the study of the main gasification processes and chemical looping, the modelling of the plant layout, and the analysis of the produced gas composition, with particular attention to hydrogen and nitrogen content. The results show that oxygen gasification allows the production of a higher-quality syngas, at the expense of increased plant complexity, whereas the use of air is technologically simpler but reduces the overall process efficiency. The study confirms the feasibility of ammonia production from biomass as a promising option for the energy transition.