Desulfurización y reduccción de siloxanos en biogás
Desulfurización y reduccción de siloxanos en biogás. Caso de éxito: Proyecto MCFC en CETAGUA (Mataró – España)
La reducción de la huella de carbono de nuestra sociedad es imprescindible. Esto se puede lograr mediante la captura y confinamiento de las emisiones antropogénicas de CO2, así como mediante la sustitución de combustibles fósiles por combustibles renovables.
Las MCFC (Molten Carbonate Fuel Cells) son las únicas capaces de hacer ambas cosas. Gracias a su principio de funcionamiento, el CO2 puede ser extraído de una corriente de gas en el lado del cátodo y los combustibles como el biogás se puede convertir en electricidad en el lado del ánodo. Sin embargo, la degradación causada por los contaminantes presentes en estos gases debe ser tratada.
En este sentido el proyecto “MCFC catalyst and stack component degradation and lifetime: Fuel Gas Contaminant effects and Extraction strategies” tiene como objetivo hacer frente a este problema desde dos lados:
1) la investigación de los mecanismos de envenenamiento causado por los combustibles y determinar con precisión los límites de tolerancia MCFC para la resistencia a largo plazo;
2) la optimización de combustible y de limpieza de gas para lograr grados adaptados de purificación de acuerdo con las condiciones de funcionamiento y la tolerancia de MCFC.
CETaqua (Centro Tecnológico del Agua), empresa perteneciente al grupo Suez estuvo involucrado en el proyecto, donde uno de sus principales objetivos era poner a prueba a escala piloto, materiales adsorbentes alternativos a los carbones activados que se estaban utilizando de forma convencional en la mayoría de plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR).
Fig 1: Sistema de purificación de Biogás localizado en la EDAR de Mataró.
Con esta finalidad, CETaqua se pone en contacto con BION y se llevó a cabo un proyecto de purificación de biogás en la depuradora de Mataró (Barcelona), proyecto que se realizó en un sistema de dos etapas. El sistema se compone de dos líneas idénticas compuestas por un primer recipiente lleno de 3 mm BION SIGMA (antes BION Fe) para eliminar el H2S y un segundo paso con un recipiente lleno de 4 mm BION AC para VOCs y siloxanos de extracción (Figura 1).
Las pruebas duran alrededor de medio año y los resultados se evaluaron a una velocidad de 10Nm3 / h, y las concentraciones de contaminantes estaban en un rango de entre 700-2000 ppmv y 4-5 mg / m3 para H2S y siloxanos, respectivamente.
Resultados del proyecto
En referencia a la eliminación de H2S, los resultados medios se resumen en la Figura 2.
Como se puede ver, el H2S fue eliminado con éxito en ambas líneas y sólo durante ciertos episodios, donde se midieron los picos, se detectaron cantidades significativas de H2S en la salida de la primera etapa, pero manteniendo siempre los valores de eficiencia de eliminación de más del 95% (Figuras 2). De cualquier manera, el segundo recipiente lleno de BION de CA, no sólo elimina siloxanos y VOCs, sino que actuaba como una etapa de pulido que dio lugar a concentraciones de H2S insignificantes después del sistema de purificación global.
La figura 3 muestra claramente que BION SIGMA estaba agotado, ya que ambos colores se pueden distinguir antes y después de su uso.
Figura 3. DS B relleno con BION SIGMA (a b). BION SIGMA en el DS B (c). DS A relleno con BION SIGMA (d). BION SIGMA en DS B (parte superior).
Figura 3. DS B relleno con BION SIGMA (a b). BION SIGMA en el DS B (c). DS A relleno con BION SIGMA (d). BION SIGMA en DS B (parte superior).
En cuanto a siloxanos, BION AC alcanza valores de eficiencia de eliminación de alrededor del 30%, valor que podría parecer bajo, pero existe una amplia variedad de siloxanos y no todos ellos se eliminan eficazmente con la misma calidad de carbono. Por lo tanto, dependiendo del siloxano que debe ser eliminado, podríamos sugerir uno u otro tipo de carbono. Teniendo en cuenta que no se había hecho ninguna caracterización de siloxanos, los resultados obtenidos han de considerarse satisfactorios.
En resumen, sistema de purificación de biogás a cabo con éxito y el biogás se podría emplear en las células de combustible.