Evaluación de la remoción de sulfuro de hidrógeno de biogás empleando arcilla ecuatoriana modificada con sodio, zinc y cobre y adaptada morfológicamente

Evaluation of hydrogen sulfide removal from biogas using Ecuadorian clay modified with sodium, zinc and copper and morphologically adapted.

En este artículo se estudió la capacidad de una arcilla ecuatoriana, modificada con sodio, cobre y zinc y adaptada morfológicamente a la forma de extrudados para remover sulfuro de hidrógeno de biogás (H₂S). Esta capacidad se  evaluó  empleando  un  filtro  de  lecho  fijo  que  contenía  los  extrudados,  acoplado  a  una  corriente  de  biogás,  con 2,2 % de H₂S, y un flujo de 1 mL/s, a una presión manométrica de 2 psig, temperatura ambiente de 30 °C. La corriente de biogás provenía de un biorreactor anaeróbico de tratamiento de vinaza. La concentración de H₂S a la entrada y la salida del filtro fue determinada, mediante ampollas GASTEC 4H y 4HH, empleando una bomba de aspiración GASTEC GV-100-S-TR. Los mejores resultados se obtuvieron con el sólido ST15 % Na15 % Cu15 % Zn, el cual mantuvo sus características de sorción por 920 min antes de saturarse, removiendo 2,84 mmol de H₂S/g de  sorbente.  Entre  tanto,  el  carbón  activado  industrial,  empleado  para  la  reducción  de  la  concentración  H₂S, presentó una capacidad de remoción de 2,58 mmol de H₂S/g de carbón y se saturó a los 540 min.

Introducción

En Ecuador, la vinaza residual de la obtención del alcohol etílico se está procesando en los digestores anaeróbicos para producir biogás, con un contenido de metano (CH4), comprendido entre un 45 % y un 70 %; de dióxido de carbono (CO₂), entre un 30 % y un 40 %; de sulfuro de hidrógeno (H₂S), entre un 2 % y un 4 %, y alrededor de un 2 % de otros gases. Desde el punto de vista económico, al utilizar biogás disminuye el consumo de combustibles de origen fósil, lo que genera una opción altamente rentable por la utilización de energía autogenerada y sostenible, con un efecto directo al costo en el proceso productivo. Sin embargo, la composición química del biogás presenta una desventaja para su uso, por la presencia de H₂S, el cual ocasiona problemas de corrosión, toxicidad y malos olores. En el caso de la utilización como combustible en calderas, ocasiona un deterioro de equipos y componentes, lo que aumenta el costo de mantenimiento, debido a corrosión e incrustación por formación de sulfuros metálicos.

Para aprovechar la ventaja competitiva de utilizar el biogás, es necesario reducir su contenido   de H₂S hasta niveles que aseguren la salud, la infraestructura y el medio ambiente. Actualmente, existen tecnologías eficientes para la purificación de biogás de tipo fisicoquímico, pero presentan altos costos de adquisición y de operación.