Resumen

La energía puede generarse en grandes cantidades a partir de combustibles fósiles, pero esto conlleva problemas medioambientales. Así pues, los recursos renovables como el biogás, compuesto de dióxido de carbono y metano, deberían utilizarse solos o en combinación con los combustibles fósiles para mitigar la huella ambiental de los sistemas de generación de energía. En este estudio, se presentó un nuevo concepto de disolvente híbrido, que combina tetrafluoroborato de 1-octil-3-metilimidazolio con mono dietanolamina acuosa para el proceso de mejora del biogás con el fin de proporcionar una alta pureza (≥ 99 % en peso) y recuperación (≥ 99 % en peso) de biometano. El proceso se simuló en ASPEN Plus® V.11. El marco termodinámico se validó con datos experimentales y se realizó una regresión rigurosa para obtener parámetros binarios. Para establecer la eficacia del disolvente híbrido sugerido, se estudiaron tres escenarios alterando la concentración de líquido iónico (5-20 wt%) unido a la amina y se compararon con mono dietanolamina acuosa como caso base (50 wt%). Los resultados mostraron que un disolvente híbrido con un 5 % en peso de tetrafluoroborato de 1-octil-3-metilimidazolio podía aumentar la pureza del CH4 hasta el 99 % (mol%). El disolvente híbrido supuso un ahorro energético del 64,94% en comparación con el sistema basado en aminas. Las irreversibilidades termodinámicas mostraron que un 5 % en peso de tetrafluoroborato de 1-octil-3-metilimidazolio mejoraba la eficiencia exergética en un 54 % con respecto al procedimiento basado en aminas. Desde el punto de vista medioambiental, el sistema de disolvente híbrido también consiguió una mayor tasa de captura (99%) y menores emisiones (0,017 kW/kmol). Si se comparan las perspectivas económicas, el tetrafluoroborato de 1-octil-3-metilimidazolio al 5 % en peso supuso un ahorro del 56 % en el coste total de capital, lo que lo hace competitivo desde el punto de vista de la inversión.

• Materias:Gestión de residuos Biodegradación de residuos industriales Biomasa Biomateriales Conversión de residuos Lixividación
• Subjects:Waste management Factory and trade waste - Biodegradation Biomass Biomaterials Conversion of waste Leaching
• Palabras claves:Eliminación de CO2; Disolvente híbrido; Líquido iónico; Aminas; Mejora del biogás; Evaluación de sostenibilidad
• Keywords:CO2 removal; Hybrid solvent; Ionic liquid; Amines; Biogas upgrading; Sustainability assessment