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Purificación, enriquecimiento y utilización del biogás

biogas_okPurificación del biogás

El enriquecimiento del biogás a la calidad del gas natural mediante contralavado con agua a presión es la tecnología con mayor flexibilidad posible para el tratamiento del biogás, independientemente de su calidad y cantidad. La tecnología se utiliza para enriquecer el biogás y separar con la mayor eficacia el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno en un solo paso y con un proceso completamente automatizado.

El biogás se comprime hasta unos 7 bares y luego se lava en un flujo a contracorriente de agua en una columna de lavado. El dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno tienen una solubilidad en agua mucho mayor que el metano y se disolverán en el agua.

Para reducir la perdida de metano en el proceso el agua de lavado se transfiere a un tanque de expansión. Una parte de los gases disueltos se regasifica y pueden ser de nuevo comprimidos. En una columna de desorción el agua de lavado se regenera separando del dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno en un flujo de aire a contracorriente para reducir de esta forma al mínimo el consumo de agua fresca. Después de enfriar el agua de lavado a baja temperatura, se reutiliza en el lavador, tras lo cual el biogás limpio se seca, primero en un filtro coalescente y luego en dos columnas de adsorción en paralelo a los puntos de rocío bajos.

El aire proveniente de la columna de desorción está cargado de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y trazas de metano, por lo que debe de ser tratado para cumplir con la normativa de emisión mediante una oxidación térmica regenerativa (RTO, que permita alcanzar los valores de emisión acordes con las instrucciones técnicas sobre la calidad del aire de control adaptable a la normativa de cada país.

Utilización del biogás

La mayoría de las plantas de biogás están equipadas con instalaciones de cogeneración que producen electricidad y calor. Algunas veces no se puede utilizar el exceso de calor y por tanto no se optimiza el resultado de las plantas de DA. En estos casos la alternativa es la producción de biometano que ofrece interesantes variantes económicas.

Mediante las tecnologías de enriquecimiento del biogás se elimina el CO2 del biogás de forma muy eficiente y se produce biometano con una calidad equivalente a la del gas natural (CH4 97-99%). Cabe destacar que el biometano es un gas renovable de elevada calidad, que se puede inyectar directamente en las existentes de gas natural. Algunos de sus usos son:

• Combustión en instalaciones alejadas de la producción (ciclo combinado).
• Biogás para el consumo directo en los hogares o industria.
• Biocombustible para vehículos.
• Energía verde.

Ventajas del enriquecimiento del biogás

• Las plantas se realizan en módulos estándar con diferentes capacidades y de fácil implementación.
• El CO2 se elimina del biogás a través de la tecnología de depuración por agua a presión.
• No se consumen productos químicos.
• No se requiere desulfuración previa.
• No hay demanda de calor.
• Eficiencia de recuperación de metano del 99%.
• Gran flexibilidad frente a variaciones de contenido de CH4.

Fuente:

Eliminación o reducción de emisiones con olores en actividades industriales

oloresLos olores generados en actividades industriales suponen un problema medioambiental y de salubridad, especialmente cuando se dan en lugares cercanos a zonas residenciales. La demanda social de un aire más limpio y libre de olores ha comportado la elaboración de normativas cada vez más restrictivas respecto a la emisión de gases nocivos y molestos a la atmósfera, que obligan a las empresas a buscar soluciones para la depuración de los gases y la reducción de los olores que emiten.

La emisión de olores molestos puede provenir de una gran variedad de actividades industriales, aunque hay algunos sectores que son más propensos a generar malos olores debido a las “materias primas” con las que trabajan, como son los que trabajan con productos de origen animal, alimentación, ganadería, química o los gestores de residuos.

En muchos otros casos los malos olores no se generan debido a la actividad propia de la empresa, sino a los residuos que la misma genera en sus procesos productivos. En este sentido, es habitual encontrarse el problema en las aguas residuales o lodos contaminados que se almacenan para ser enviados a una planta de depuración.
Si bien es cierto que tomar las precauciones necesarias en los procesos puede ayudar a reducir y eliminar los olores, en muchas ocasiones nos encontramos que estas medidas son insuficientes y hay que implementar alguna tecnología de reducción de olores.

Existen diferentes tecnologías de tratamiento de aire para la eliminación de olores y la elección de la más adecuada depende de diversos factores como la naturaleza de los contaminantes, la cantidad o caudal a tratar y la concentración de las emisiones.

La oxidación térmica regenerativa es una tecnología muy eficiente para eliminar COV’s y disolventes. Dependiendo de las concentraciones de COV’s a eliminar puede tener consumos energéticos algo elevados, pero como contrapartida permite un aprovechamiento del calor generado. Se puede aplicar para caudales muy variados, entre 2.000 y 150.000 Nm3/h, con concentraciones de COV’s que van desde 0,3 a 10 g/Nm3.

El carbón activo es un sistema en seco que tiene una eficacia limitada frente a moléculas pequeñas, como puede ser el amoniaco, pero que funciona muy bien para contaminaciones esporádicas. El lecho de carbón ha de ser repuesto con frecuencia.

Los scrubbers y torres de lavado son una buena elección para caudales elevados. Debido a su mayor complejidad, esta tecnología requiere de un mayor mantenimiento por personal formado.

Otro sistema de depuración a destacar es la depuración biológica, o biofiltros, que aprovecha la capacidad de algunos microorganismos para oxidar bioquímicamente las sustancias orgánicas e inorgánicas que contienen los gases que se deben tratar. En muchos casos, la biofiltración es la opción más económica y puede ser muy efectiva, pero en muchas otras ocasiones resulta insuficiente para alcanzar los límites de emisión permitidos, ya que no todos los contaminantes pueden ser eliminados mediante este tratamiento.

Oxidación térmica regenerativa en procesos de biogás upgrading

humo1Enriquecimiento del biogás

El biogás obtenido en los vertederos, en los procesos de digestión de residuos o en las depuradoras suele contener elevadas concentraciones de dióxido de carbono, ácido sulfhídrico y siloxanos que dificultan su aprovechamiento. El enriquecimiento del biogás permite su reutilización en las propias instalaciones o su conexión a la red de suministro de gas natural.

Existen diferentes tecnologías para el enriquecimiento del biogás, entre las que podemos destacar el contralavado con agua a presión, que permite enriquecer el biogás y separar con gran eficacia el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno con un proceso completamente automatizado.

Durante este proceso, el agua utilizada para la depuración del biogás se envía a una columna de desorción donde se regenera separándola del dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno.

Tras este proceso obtenemos tres resultados:

  1. El agua de lavado, que se enfria a baja temperatura para que pueda ser reutilizada por el lavador.
  2. El biogás, ya limpio, que se seca (primero en un filtro coalescente y luego en dos columnas de adsorción en paralelo a los puntos de rocío bajos) y ya puede ser reaprovechado.
  3. El aire proveniente de la columna de desorción, que está cargado de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y trazas de metano, por lo que debe de ser tratado antes de ser emitido para cumplir con la normativa vigente. La oxidación térmica regenerativa (RTO) es la mejor tecnología para alcanzar los valores de emisión que se adapten a la normativa de cada país.

Oxidación térmica regenerativa (RTO)

Los sistemas de oxidación térmica regenerativa se caracterizan por incluir dispositivos, llamados regeneradores, que recuperan el calor de los gases depurados.

Estos regeneradores son unos elementos de material cerámico que acumulan el calor de los gases que salen de la cámara de oxidación. Mediante un sistema de válvulas se establecen ciclos de funcionamiento consecutivos por los cuales los gases depurados, que están a una temperatura elevada (unos 800º C.), ceden su calor a las masas cerámicas  para que los gases contaminados, que entran fríos a la instalación, tomen de ellas este calor en el ciclo siguiente.

De esta forma, este lecho inerte que actúa como precalentador y recuperador dependiendo del flujo de aire que lo cruza, permite recuperar hasta el 95% del calor producido en la reacción de oxidación, por lo que es posible reducir drásticamente los gastos de explotación de este tipo de plantas.

Podemos encontrar diferentes equipos de RTO:

• Dos cámaras (con o sin cámara de compensación).
• Tres cámaras.
• Más de 3 cámaras para elevados flujos a tratar.

Las características principales de estos equipos son:

• Mínimo consumo de combustible, ya que permite eficacias de recuperación de calor muy elevadas.
• Costes de explotación y mantenimiento bajos.
• Alta eficacia de depuración.
• Larga vida útil del equipo.
• Equipo fiable con resultados altamente probados.