Metodos De Purificacion Del Biogas

Métodos de purificación del biogás

Existe un grupo de métodos que se emplean para eliminar el H2S, entre los que se destacan los siguientes:

• Burbujeando aire biológico con el propósito de capturar el azufre dentro de la biomasa, impidiendo la formación de H2S.

• Eliminando el agua, enfriando el gas para evitar la formación de ácido sulfúrico.

• Por absorción del H2S.

El método más empleado en Cuba ha sido el de absorción.

Absorción del H2S

a partir de óxido de hierro

El método se apoya en la reacción química siguiente:

Fe2O3 + 3H2S Fe2S3 + 3H2O

2Fe2S3 + 3O2 Fe2O3 + 6S

Pueden utilizarse otras formas del óxido de hierro. Sin embargo, según la literatura existente, solo se describen al –Fe2O3.H2O y al Fe2O3.H2O como los más efectivos para la eliminación del H2S. El –Fe2O3.H2O y el Fe2O3.H2O actúan sobre el H2S muy rápidamente y se transforman en un compuesto de sulfuro de hierro del tipo 3, que es muy fácil de convertir al estado de Fe2O3 activo, gracias al oxígeno del ambiente.

El compuesto Fe2O3 no se disuelve, por lo que se puede separar y sacar del compuesto e inmediatamente después éste se oxida con el oxígeno del ambiente. Y el Fe2O3 vuelve a dar la vuelta al ciclo tecnológico para convertirse en un nuevo Fe2O3.

¿Qué se ha estado haciendo en nuestras instalaciones que por necesidad han tenido

que eliminar el H2S?

Se han diseñado camas empacadas que se llenan de virutas de acero provenientes de los trabajos de tornería o fresado, generalmente de doble etapa, con resultados a largo plazo no deseados, por la corrosión existente en estas instalaciones y las roturas de compresores y tanques.

¿Qué es lo que ha estado pasando y qué ha faltado?

En un reciente entrenamiento sobre digestores de biogás en el Instituto de Energía de Hanoi se comprobó que la reacción Fe + H2S es muy lenta, por lo que el gas pasa por las camas empacadas y prácticamente no se captura H2S.

¿Qué falta por hacer para que esto sea efectivo?

Es preciso tratar las virutas. ¿Cómo?

Primero: Se lavan las virutas con detergente para eliminar la grasa y otras suciedades que puedan traer, y se dejan secar.

Segundo: Se sumergen las virutas limpias en una solución de HCL a 5% durante 5-10 minutos, se extraen y se dejan secar al aire.

Tercero: Se sumergen las virutas en una solución de NAOH a 5% durante 5-10 minutos y se dejan secar al aire.

¿Que ocurre?: Las virutas se convierten en Fe2O3 compuesto, que sí reacciona rápidamente con el H2S:

Fe + 3H2S---------Fe2S3 (reacción lenta)

Fe2O3 + H2S-------Fe2S3 + 3H2O (reacción rápida)

Fe + HCL-----------FeCL3 (secado al aire)

FeCL3 + NAOH----Fe(OH)3---------------Fe2O3

Importante: El límite de absorción del H2S en Fe2O3 es de 56%. En muchos lugares el óxido férrico (Fe2O3) se conoce como hierro esponjoso (iron sponge).

Ejemplo práctico

Una instalación que produce un volumen de 150 000 m³ de gas en un día:

Concentración de H2S: 200 ppm

Densidad del H2S: 1,19 kg/m3

La cantidad de H2S en la corriente de gas en el día es de 30 m3.

El peso del H2S en la corriente es de 30 x 1,19 = 35,7 kg.

Si aplicamos la regla de tres:

35,7 56%

X 100%

Entonces, la cantidad de Fe2O3 teórico que se necesita es de 63,75. En la práctica se incrementa en 20% esta cantidad, quedando como:

63,75 x 1,20 = 76,50 kg de Fe2O3

Cantidad diaria: por lo general, el filtro se construye para una operación de 30 a 45 días, por lo que la cantidad de viruta tratada que debemos tener para una operación de 30 días es de:

30 x 76,50 = 2 295 kg = 2,29 tm

La literatura es contradictoria en cuanto a la

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