Simulation of a biogas cleaning process using different amines

Simulación de un proceso de purificación de biogás utilizando diferentes soluciones de aminas

La utilización del biogás producido en vertederos de basura ha ganado importancia en países en vía de desarrollo, como Colombia. Teniendo en cuenta que este biogás tiene propiedades pobres de combustión que dificultan el intercambio con otros combustibles, la eliminación de gases y vapores, como el CO2 y el H2O, por medio de procesos de purificación en los que el biogás es convertido a biometano, mejora las propiedades del biogás como combustible para uso general. En este trabajo se simuló la producción de biogás en el vertedero de basura El Carrasco (Bucaramanga), usando el modelo de emisiones de gases en vertederos de la US EPA (United States Environmental Protection Agency). Adicionalmente, se simuló el proceso de purificación del biogás utilizando el software ProMax; el objetivo de este proceso es extraer la humedad del biogás, para lo cual se utilizaron tres aminas diferentes (MDEA, MEA y DEA) y un proceso posterior de deshidratación con glicol. Los resultados mostraron que la purificación con amina MEA logró producir el mayor incremento en la concentración de CH4 (90.37 %) en el biogás generado en el vertedero. Además, la deshidratación con glicol fue un proceso eficiente para obtener gas con un alto porcentaje de metano (91.47 %) y un bajo porcentaje de agua (1.27 %); estos resultados sugieren que el biometano se podría usar en procesos industriales convencionales y en generación de energía.

I. INTRODUCCIÓN

La necesidad de utilizar tecnologías de combustión para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y la emisión de gases de efecto invernadero para mitigar el cambio climático ^[1,2] han fomentado un continuo crecimiento en el estudio de posibles aplicaciones de combustibles alternativos, como el biogás. El biogás generado por la descomposición anaeróbica de las sustancias orgánicas presentes en los residuos sólidos urbanos puede ser una fuente de energía, especialmente en regiones o países donde el crecimiento económico conlleva un aumento de la producción de residuos sólidos u orgánicos procedentes de actividades industriales y agrícolas ^[3-8]. Se pueden utilizar diversos modelos para estimar la generación de biogás con diferentes grados de certeza, en función de la composición de la materia depositada en el vertedero ^[9,10].

El biogás está compuesto principalmente por metano (CH₄), dióxido de carbono (CO₂) y otras pequeñas cantidades de oxígeno, nitrógeno, compuestos volátiles e incluso sulfuro de hidrógeno, que generalmente se limpian para reducir los efectos nocivos en los sistemas de combustión ^[11].