¿Por qué remover el H₂S?
El sulfuro de hidrógeno (H₂S) presente en el biogás causa daños significativos si no se trata adecuadamente:
Corrosión de Equipos
El H₂S forma ácido sulfúrico al contacto con humedad, corroyendo motores, tuberías y calderas.
Toxicidad
Concentraciones >100 ppm causan daños severos. >500 ppm puede ser letal en minutos.
Daño a Catalizadores
Envenena catalizadores de reformado, reduciendo eficiencia de sistemas de upgrading.
Incumplimiento Normativo
Inyección a red requiere <4 ppm. Motores requieren <200-500 ppm para garantía.
Concentraciones típicas de H₂S por sustrato
La concentración de H₂S en el biogás varía según el sustrato utilizado:
| Sustrato | Concentración H₂S | Nivel |
|---|---|---|
| Estiércol porcino | 1,000-3,000 ppm | Alto |
| POME (Palma) | 200-800 ppm | Medio |
| Vinazas | 500-2,000 ppm | Alto |
| Residuos alimentarios | 100-500 ppm | Bajo |
| Lodos de PTAR | 2,000-6,000 ppm | Muy alto |
Tecnologías de Remoción
Existen múltiples tecnologías para remover H₂S del biogás. La elección depende del caudal, concentración y uso final:
1. Biodesulfuración (Recomendada)
Bacterias del género Thiobacillus oxidan el H₂S a azufre elemental usando pequeñas cantidades de oxígeno (2-6% aire).
- Eficiencia: 80-99%
- Ventajas: Bajo costo operativo, sin químicos consumibles
- Ideal para: Alto caudal (>100 m³/h)
2. Óxido de Hierro
El H₂S reacciona con óxidos de hierro (Fe₂O₃) formando sulfuro de hierro. Puede regenerarse con aire.
- Eficiencia: 95-99.9%
- Ventajas: Alta eficiencia (<1 ppm), operación simple
- Ideal para: Caudales medios (10-500 m³/h)
3. Carbón Activado
Adsorción catalítica del H₂S sobre carbón activado impregnado con KI o KOH. Ideal para pulido final.
- Eficiencia: 99.9%+
- Ventajas: Máxima pureza (<0.1 ppm)
- Ideal para: Biometano, bajo caudal (<100 m³/h)
4. Scrubber Químico
Absorción del H₂S en solución alcalina (NaOH o aminas). Puede combinarse con remoción de CO₂.
- Eficiencia: 95-99%
- Ventajas: Alta capacidad continua, integración con upgrading
- Ideal para: Alto caudal (>500 m³/h)
5. Micro-aireación In-situ
Inyección controlada de aire (2-6%) directamente en el digestor para oxidación biológica.
- Eficiencia: 50-80%
- Ventajas: Mínima inversión, integrado al proceso
- Ideal para: Pre-tratamiento
Comparativa de Tecnologías
| Tecnología | CAPEX | OPEX | Eficiencia | Uso final |
|---|---|---|---|---|
| Biodesulfuración | Medio | Muy bajo | 80-99% | Motor, caldera |
| Óxido de hierro | Bajo | Medio | 95-99.9% | Motor, upgrading |
| Carbón activado | Bajo | Alto | 99.9%+ | Biometano |
| Scrubber químico | Alto | Alto | 95-99% | Upgrading |
| Micro-aireación | Muy bajo | Muy bajo | 50-80% | Pre-tratamiento |
Configuración Típica de Tratamiento
Para biometano de alta pureza, se recomienda un sistema de tratamiento en cascada:
Consideraciones de Seguridad
- El H₂S es más pesado que el aire y se acumula en espacios bajos
- Siempre use detectores de H₂S en áreas de trabajo
- Los filtros saturados deben manejarse como residuos peligrosos
- La regeneración de óxido de hierro genera calor (exotérmica)
Límites de H₂S por Aplicación
El nivel de tratamiento requerido depende del uso final del biogás:
| Aplicación | Límite máximo H₂S | Observación |
|---|---|---|
| Caldera / Quemador | <1,000 ppm | Alta tolerancia, pero acelera corrosión |
| Motor a Gas | <200-500 ppm | Límite de garantía de fabricantes |
| Upgrading | <10 ppm | Entrada a sistemas de purificación |
| Biometano / Red | <4 ppm | Especificación de red de gas natural |
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