Estudio de la remoción de sulfuro de hidrógeno y de dióxido de carbono presente en el biogás, por medio de un reactor de columna de burbujeo operado a baja presión

Abstract

Waste water produced with high amount of organic residues by agricultural, livestock and residential activities has a great impact in the ecosystem where it is throw out. A system which has attract the attention for treatment of these pollutants is the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor. This device degrades the organic matter from waste water and produces biogas as a sub product. This mixture contains up to 70% of methane which makes it in a potential renewable energy source however, the existence of other gases such as hydrogen sulfide and carbon dioxide prevent the direct use of the biogas since they can cause corrosion on pipes and equipment, produce other toxic substances and low the calorific its value. Because of that, in this work, the removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide from biogas was made by the use of a bubble column reactor at 13 kPa (2 psi), operated in a homogenous regime and using water and a 1.3 g/L-Ca(OH)2 solution as liquid phase. This system using water produced 5 liters of treated biogas with a CO2 and H2S removal of 75%mol and 98%mol, respectively, meanwhile, using the Ca(OH)2 solution generated 20 Liters of treated biogas with a CO2 and H2S removal of 96%mol and 100%mol, respectively.

Las aguas residuales con una alta cantidad de materia orgánica procedente de las actividades agrícolas, ganaderas y residenciales causan un gran impacto en el ecosistema donde se descargan. Uno de los sistemas que ha llamado la atención para el tratamiento de estos desechos es el reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB), cuyo funcionamiento permite la degradación de la materia orgánica y genera como subproducto el biogás. Éste es una mezcla de gases que contiene hasta 70% de metano, lo cual lo convierte en una potencial fuente de energía renovable, sin embargo, la presencia de otros gases como el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono evitan que esta mezcla no pueda ser usada directamente ya que puede generar corrosión en equipos y tuberías, generar sustancias tóxicas y reducir su valor calorífico. Es por ello que en este trabajo se realizaron pruebas para la remoción del dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno por medio de un reactor de columna de burbujeo a una presión de 13 kPa, operado en régimen homogéneo, utilizando agua y una solución de 1.3 g/L Ca(OH)2. Este sistema operado con agua permitió obtener 5 litros de biogás tratado con una remoción de 75%mol de CO2 y 98%mol de H2S, mientras que operado con la solución de Ca(OH)2 se obtuvo 20 L de biogás tratado con una remoción de 96%mol de CO2 y 100%mol de H2S.