¿Cómo elegir la desulfuración del biogás?

Para una gran cantidad y alta concentración, se utiliza el método húmedo para la desulfuración; por el contrario, se emplea el método seco. Aquellos que tienen recursos económicos y no les importa el esfuerzo, utilizan el método biológico

Además, la precisión del desulfuración por método húmedo no es alta; solo se puede alcanzar unos pocos cientos de ppm

El método húmedo se utiliza para una gran cantidad de aire y altas concentraciones de azufre; en cambio, se emplea el método seco. Aquellos que tienen dinero y no les importa gastar más recursos, optan por el método biológico. Es una frase muy acertada. Tanto el método húmedo como el seco permiten alcanzar niveles inferiores a 30 ppm. La precisión del desulfuración biológica no es suficiente.

Pero el tratamiento biológico es más limpio; tanto el método húmedo como el seco presentan problemas de contaminación secundaria. Especialmente en el método seco, los desulfurizantes utilizados solo pueden ser enterrados, y al extraerlos, una gran cantidad de azufre vuelve a convertirse en gas y se escapa

¿Cuál es la adaptabilidad de los materiales utilizados en la desulfuración biológica? Parece que el costo de las cepas bacterianas sigue siendo un problema importante

La precisión en la eliminación por métodos secos y húmedos no se limita a estos valores; especialmente con el método seco, podemos alcanzar un nivel de precisión de 1 PPM sin problemas. Lo importante es el contenido de azufre y el ciclo de reemplazo del equipo. ¿Cuál cree usted que es la precisión que se puede lograr con el desulfurización biológica?

Estoy de acuerdo con su opinión. En el sistema del biogás, la forma en que existe el azufre es diversa; además del sulfuro de hidrógeno, también hay diversos tipos de azufre orgánico. ¿Existe alguna selectividad en los métodos biológicos para la desulfuración?

La desulfuración húmeda puede clasificarse en tres métodos: absorción física, absorción química y oxidación. El método de absorción química utiliza sustancias como carbonato de sodio, amoníaco y soluciones de alcoholes aminados para absorber el sulfuro de hidrógeno ； El método de absorción física consiste en utilizar metanol frío para absorber el sulfuro de hidrógeno ； El método de oxidación consiste en utilizar una solución alcalina como absorbente, y añadir un agente portador de oxígeno como catalizador, con el fin de absorber el sulfuro de hidrógeno y oxidarlo a azufre elemental. Este método emplea la absorción mediante soluciones y se caracteriza por la posibilidad de oxidación y regeneración; por ello, este método de desulfurización también se denomina método de oxidación húmeda. De los tres métodos de desulfuración mencionados, el método de absorción física y el método de absorción química presentan el problema del reprocesamiento del sulfuro de hidrógeno. Actualmente, la tecnología de oxidación húmeda es madura y fiable, con una eficiencia en la desulfuración de más del 99,5 %. En el país, los métodos de oxidación húmeda más utilizados son el método ADA mejorado, el método a base de tannino y el método PDS, entre otros. (1) Método ADA mejorado: también conocido como método de disulfonato de antraceno mejorado, es un método de desulfuración por oxidación muy eficaz; la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 99,5%. Sus principales reacciones son las siguientes: En la torre de desulfuración, el hidrógeno sulfuroso se absorbe con una solución alcalina diluida, cuyo pH está entre 8.5 y 9.2, generando así sulfuros de hidrógeno. Na2CO3 + H2S → NaHS + NaHCO3. Los sulfuros reaccionan con el nitrato de vanadio para formar azufre elemental: 2NaHS + 4NaVO3 + H2O → Na2V4O9 + 4NaOH + 2S. El estado de oxidación de ADA permite la conversión del nitrato de vanadio en otro tipo de compuesto de vanadio: Na2V4O9 + 2ADA (estado de oxidación) + 2NaOH + H2O → 4NaVO3 + 2ADA (estado de reducción). Durante el proceso de regeneración, el ADA en estado de reducción es oxidado por el oxígeno presente en el aire, y luego la solución se bombea hacia la torre de absorción para ser reutilizada. 2ADA (estado reducido) + O2 → 2ADA (estado oxidado) + 2H2O. En la solución modificada de ADA, el carbonato de sodio (Na2CO3) actúa como absorbente; ADA funciona como agente portador de oxígeno para la precipitación del azufre, mientras que el pirovanato sirve como catalizador en el proceso de precipitación del azufre por parte de ADA. El método ADA mejorado es un método de desulfuración con tecnología madura, alto grado de estandarización en el proceso, propiedades estables de la solución y buenos indicadores técnicos y económicos. Este método también presenta las ventajas de una alta tasa de recuperación del azufre, de una alta pureza del azufre recuperado, de que la solución no es tóxica para los seres humanos ni para los organismos vivos, y de que no causa corrosión en el acero al carbono. Su desventaja es que es fácil que se produzca obstrucción en el relleno del tanque de desulfuración debido al azufre. (2) Método con tannino: El tannino es una sustancia polifenólica (tanino), que puede sustituir al ADA como agente transportador de oxígeno. Su precio es bajo. El efecto de absorción de este método es similar al del ADA, y presenta ventajas como la dificultad para que se obstruyan los rellenos de la torre de desulfurización, la abundancia de recursos de tannino y su bajo precio. Su desventaja es que tanto la preparación del líquido desulfurizante como la adición de tannino al sistema requieren un proceso de fusión por calentamiento. (3) Método PDS: El PDS es una mezcla de compuestos del tipo sulfonato de ftalocianina, y posee una alta actividad catalítica. El desulfurización con PDS tiene el mismo proceso de producción que los otros métodos de oxidación húmeda para la desulfurización. Por lo tanto, al pasar del método ADA o del método con tannino al uso de PDS para la desulfurización, no es necesario modificar el proceso existente; basta con reemplazar el ADA o el tannino presentes en la solución de desulfurización por PDS. La PDS tiene una buena actividad catalítica, se necesita en pequeñas cantidades y su consumo es bajo. Durante la regeneración de la solución, las partículas cristalinas de azufre que generan espuma son grandes y fáciles de separar; por lo tanto, el contenido de azufre en suspensión en el líquido desulfurizante es bajo. Esta ley no solo elimina el azufre inorgánico, sino que también es muy eficaz para eliminar el azufre orgánico. El PDS no tiene efectos tóxicos en el cuerpo humano, y el líquido desulfurizante prácticamente no corroe los equipos. Dado que el contenido de PDS en el líquido desulfurizante es muy bajo y puede ser fácilmente arrastrado por las burbujas de azufre y perdido, si se añade de forma concentrada, el PDS no podrá participar en la reacción y será eliminado del sistema por las burbujas, lo que causará grandes pérdidas. Por eso, es necesario añadirlo de manera continua durante 24 horas. Además, los desulfurizantes más recientes son el SY-7 y el 888. Se trata de catalizadores desarrollados para superar las deficiencias del PDS; además, cuentan con una buena actividad catalítica, se necesitan en cantidades reducidas y su consumo es bajo.

La desulfuración en seco es un método que utiliza absorbentes o adsorbentes sólidos para eliminar el sulfuro de hidrógeno o el azufre orgánico. La desulfuración en seco tiene como ventajas un proceso breve, una estructura de equipos sencilla, un alto grado de purificación del gas y un funcionamiento estable. Pero este método suele utilizar reactores de capa fija, lo que requiere el reemplazo periódico del desulfurizante y no permite operación continua. Debido a las limitaciones relacionadas con la capacidad de adsorción de azufre del desulfurizador (la cantidad máxima de azufre que puede ser eliminada por unidad de masa de desulfurizador), el desulfurizado en seco se utiliza generalmente en casos en los que el contenido de azufre es bajo. Existen muchos métodos de desulfuración en seco. Los más utilizados actualmente son el método basado en el óxido de hierro, el método con carbón activo, el método con óxido de zinc y el método de hidrólisis de los azufros orgánicos (COS, CS2). La ventaja del carbonato de sodio en proceso húmedo es que puede soportar los picos en la cantidad de gas y en el contenido de sulfuro de hidrógeno. La ventaja de la desulfuración con óxido de hierro en proceso seco es su alta precisión en la eliminación del azufre. El gas pasa primero por un proceso de desulfuración húmeda para eliminar de forma preliminar la mayor parte del hidrógeno sulfuroso presente en el biogás. La pequeña cantidad restante de sulfuro de hidrógeno que no fue absorbido por el proceso de desulfuración húmeda, es absorbida por el agente desulfurizante a base de óxido de hierro utilizado en el proceso de desulfuración seca. Gracias a la combinación de estos dos métodos de desulfuración, el contenido de sulfuro de hidrógeno queda por debajo de 8 mg/Nm3. La desulfuración por carbonato de sodio en método húmedo utiliza un proceso de regeneración cíclica del líquido desulfurizante, lo que evita la emisión de aguas residuales contaminantes. Además, la espuma de azufre obtenida mediante el filtrado en el proceso de desulfuración húmeda, así como el agente desulfurizante utilizado en el método seco para absorber el sulfuro de hidrógeno, pueden ser recogidos y vendidos a las fábricas de ácido sulfúrico. Los materiales químicos y equipos utilizados en el proceso son inocuos e inofensivos, fáciles de operar y no presentan riesgos de seguridad. En comparación con la desulfurización mediante hidróxido de sodio y la desulfurización por método seco puro, este método presenta ventajas como una alta eficiencia en la desulfurización y costos operativos más bajos. Este proceso se basa en la tecnología ya consolidada de desulfuración del gas con tannino, y tras varias actualizaciones, ha alcanzado un nivel avanzado comparable al de la industria internacional. La eficiencia del desulfuración con carbonato de sodio en método húmedo es estable, mientras que la precisión en el desulfuración mediante método seco es alta. Al utilizar un método de desulfuración que combina ambos enfoques, se aprovechan al máximo las ventajas de cada uno, lográndose así una óptima precisión en el desulfuración y costos operativos reducidos.

Los procesos biológicos que conozco incluyen el proceso de absorción y reacción en un solo reactor, y el proceso de absorción y reacción biológica en dos reactores. Conozco mejor este último; me parece que tanto la inversión inicial como las condiciones de operación son razonables. No sé si se refiere al primer proceso.

El método biológico produce ácido sulfúrico diluido; parece que es más difícil de tratar. Además, los métodos biológicos para producir azufre suelen causar obstrucciones en las torres de proceso. No significa que los métodos biológicos sean limpios

Por el momento, para la desulfuración del biogás se pueden utilizar los siguientes métodos: 1. Oxidación seca con óxido de hierro o método con carbón activo. Características: Inversión baja; adecuado para cantidades pequeñas de gas y concentraciones bajas. Se utiliza principalmente para la desulfuración precisa, pudiendo alcanzar 1 ppm. Pero los desulfurizantes usados son difíciles de tratar. El costo de operación es en promedio de 5 a 6 céntimos. Métodos de desulfurización por proceso húmedo, como el 888/pds o el uso de tannino: características. Requieren una inversión algo mayor; son adecuados para situaciones en las que la producción diaria de biogás supera los 8000 metros cúbicos. Permiten reducir las concentraciones, tanto altas como bajas, a menos de 50 ppm. El subproducto es azufre. Se puede gestionar por entrega a domicilio. El costo de operación es básicamente de 4 a 5 céntimos. Es sencillo de usar. 3 Desulfuración por método biológico: Características: Requiere una gran inversión; se necesita un líquido nutriente especial para su funcionamiento. Es adecuado para situaciones en las que la concentración de hidrógeno sulfuroso es baja y la producción diaria supera los 10.000 metros cúbicos. Los subproductos son ácido sulfúrico diluido o azufre. Precisión de desulfuración: 100 ppm. Varía mucho debido a las condiciones ambientales, por lo que es inestable. Costo de operación: 2-3 céntimos. Características del método de desulfurización con hierro complejo: la inversión es similar a la del método 888; además, todos los componentes son de acero inoxidable, lo que permite su montaje fácil. El resultado es satisfactorio. Adecuado para condiciones de producción de 5000 metros cúbicos o más por día. El subproducto es el azufre; posteriormente se necesita agregar un agente especial. La precisión en la desulfuración es máxima, pudiendo alcanzar los 0 ppm. Funciona de manera estable y fiable, con costos de operación de tan solo 1-2 centavos.