Eliminación del sulfuro de hidrógeno en el biogás - Parte 1

Schwefelwasserstoff Entfernung aus Biogas - Teil 1

El sulfuro de hidrógeno (H2S) siempre está presente en el biogás, aunque las concentraciones varían según la materia prima. La concentración de sulfuro de hidrógeno en el gas es una función del sustrato de alimentación del digestor y el contenido en sulfato inorgánico. Los desechos con un alto contenido en proteínas con aminoácidos basados en azufre (metionina y cisteína) pueden influir significativamente en los niveles de sulfuro de hidrógeno en el biogás.

Técnicas de eliminación de sulfuro de hidrógeno

El sulfato inorgánico presente en la materia prima del proceso de digestión también disminuye por la presencia de bacterias reductoras del sulfato en el digestor, y acaban contribuyendo al nivel de sulfuro en el biogás. El sulfuro de hidrógeno que contiene el biogás provoca olores, corrosión y emisiones de azufre cuando el gas se quema. Si el biogás presenta elevados niveles de sulfuro, puede hacer falta eliminarlo antes de utilizar el gas en motores de combustión interna, turbinas o pilas de combustible.

Varios métodos de tratamiento, como por ejemplo

  • esponja de hierro,
  • granos de óxido de hierro,
  • carbón activado,
  • fregado hidráulico,
  • fregado con NaOH,
  • eliminación biológica en un lecho filtrante,

sirven para eliminar sulfuro de hidrógeno del biogás. Al comparar distintas tecnologías, no solo se debe tener en cuenta el coste del adsorbente o de los productos químicos que se utilizan, sino también parámetros como capacidad de adsorción, mano de obra necesaria para hacer cambios, tanques con sistema de vacío que se utilicen para vaciar filtros, coste de eliminación y transporte de los residuos, ... En algunos casos, puede haber riesgo de ignición espontánea del adsorbente gastado o utilizado.

Eliminación del sulfuro de hidrógeno para la esponja de hierro

Una esponja de hierro, por ejemplo, está formada por virutas o astillas de madera impregnadas con óxido de hierro hidratado. Cuando se utiliza una esponja de hierro para purificar biogás y queda expuesta a H2S y mercaptanos, producen más sulfuros de hierro y mercáptidos de hierro. Retirar H2S con esponja de hierro provocará la formación de sulfuros de hierro:

2Fe2O3 + H2O + 6H2S --> 2Fe2S3 + 8H2O

Cuando la esponja de hierro gastada (sulfuro de hierro) se retira del sistema de purificación y queda expuesta al aire, puede reoxidizarse y dar lugar a óxido de hierro y azufre en estado puro mediante la siguiente reacción exotérmica:

2Fe2S3 + 3O2 --> 2Fe2O3 + 6S

Esta última reacción es exotérmica con calor que se genera espontáneamente, y puede producirse combustión.

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