¿Cómo funciona la desulfuración en plantas de biogás?

La desulfuración es un proceso crucial en las plantas de biogás para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas tóxico y corrosivo que puede dañar equipos y tuberías, además de representar un riesgo para el medio ambiente y la salud. Existen diferentes métodos para desulfurar el biogás, como métodos químicos, biológicos y físicos.

En este artículo, nos centraremos en el método de desulfuración por quimisorción (reacción química + adsorción), el cual es un proceso catalogado como desulfuración fisicoquímica realizado en el interior de los reactores de biogás.

El biogás y sus componentes

El biogás es un tipo de energía renovable que se genera a partir de la descomposición anaeróbica de materia orgánica, como residuos agrícolas, aguas residuales y desechos alimentarios. Este proceso ocurre en ausencia de oxígeno y genera un gas rico en metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), junto con otros gases en cantidades menores, como el nitrógeno (N2), el hidrógeno (H2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S).

Aunque el biogás tiene un alto potencial como fuente de energía, el H2S es un problema considerable debido a su naturaleza corrosiva. Si no se controla, puede causar graves daños a las plantas de biogás y a la infraestructura asociada. También puede presentar riesgos ambientales, ya que el sulfuro de hidrógeno se convierte en ácido sulfúrico cuando reacciona con el agua y el oxígeno, lo que puede llevar a la contaminación del suelo y el agua.

Desulfuración: Eliminando el H2S

El proceso de desulfuración es esencial para garantizar la seguridad y eficacia de las plantas de biogás. Existen tres tipos principales de métodos de desulfuración: químicos, biológicos y físicos. Mientras que los métodos químicos y biológicos pueden ser efectivos en ciertos contextos, el método fisicoquímico de adsorción es especialmente adecuado para las plantas de biogás debido a su simplicidad, eficiencia y versatilidad.

Fuente: Morgan Sagastume (2001) Extracto de la publicación: Guía técnica para el manejo y aprovechamiento de biogás en plantas de tratamiento de aguas residuales.

¿Qué es la adsorción?

La adsorción es un proceso físico en el que un gas o líquido se adhiere a la superficie de un sólido adsorbente. En el caso de la desulfuración, el H2S se adhiere a la superficie de un sólido como el carbón activado, la zeolita o sales minerales de hierro, separándose así del biogás. Este proceso, que ocurre en el interior de los reactores de biogás, impide que el H2S se libere a la corriente de biogás, y no genera ningún subproducto salvo agua, mejorando la calidad del biogás y reduciendo la corrosión y otros problemas asociados al mismo.

Ventajas de la adsorción en la desulfuración del biogás

La desulfuración por adsorción tiene varias ventajas clave para las plantas de biogás:

• Simplicidad y versatilidad: A diferencia de los métodos químicos o biológicos, la adsorción no requiere reacciones complejas ni uso de microorganismos. El proceso es sencillo y se puede adaptar a diferentes configuraciones de plantas de biogás.

• Eficacia en la eliminación del H2S: Los sólidos adsorbentes, como el carbón activado o sales de hierro, tienen una alta capacidad para retener el H2S, lo que permite reducir eficazmente sus niveles en el biogás.

• Menores riesgos ambientales: La adsorción en el interior del reactor no genera residuos químicos peligrosos ni requiere el uso de sustancias tóxicas. Esto la convierte en un método ambientalmente amigable para la desulfuración.

• Reducción de la corrosión y mejora de la calidad del biogás: Al eliminar el H2S en el interior de los reactores de biogás con sales de hierro, se reduce la corrosión de equipos y tuberías, prolongando su vida útil. Además, al mejorar la calidad del biogás, se incrementa su poder calorífico y se reduce la emisión de gases tóxicos.

Innovaciones en la desulfuración por adsorción

El método de adsorción está evolucionando con innovaciones para mejorar su eficiencia y sostenibilidad. Nuevos tipos de sólidos adsorbentes están siendo desarrollados para aumentar su capacidad de retención de H2S y reducir el riesgo de saturación. Además, se están investigando técnicas para regenerar los sólidos de manera más eficiente y sostenible, utilizando tratamientos térmicos o químicos menos agresivos.

Otra innovación es la aplicación de la adsorción en diferentes tipos de biorreactores, como los de lecho fijo, lechos fluidizados y biorreactores de membrana. Estos biorreactores permiten optimizar el proceso de adsorción y adaptarlo a diferentes tipos de plantas de biogás.

Conclusiones

La desulfuración por adsorción es un proceso vital para garantizar la calidad y la seguridad del biogás producido en las plantas de biogás. Su simplicidad, eficiencia y versatilidad lo convierten en una opción atractiva para la industria de energías renovables. A medida que la tecnología vaya evolucionando, el método de adsorción continuará desempeñando un papel crucial en el éxito y sostenibilidad de las plantas de biogás. Con la reducción de la corrosión, la mejora de la calidad del biogás y la minimización de riesgos ambientales, la desulfuración por adsorción es una solución esencial para un futuro más limpio y sostenible.