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Remoción de H2S en el biogás
M.Sc. Joaquin Viquez Arias
Viogaz │ www.viogaz.com
“Sulfuro de hidrógeno” en estado gaseoso“Ácido sulfhídrico” en estado líquido
• Presente en el biogás en concentraciones de hasta 20.000 ppm (vol) – [2%]
• Generado por la descomposición de moléculas orgánicas con azufre (ej. Proteínas).
• Se convierte en Dióxido de azufre (SO2) y acido sulfúrico (H2SO4)
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H2S
Usos del biogásBiogás
Motor Otto
< 100 kW
Motor Diesel
> 100 kW
Producción
de energía GtLAlimentación
tuberías de gas
Uso directo en
vehículos
Electro-
químico
Generación
eléctrica
Pilas de
combustible
Mecánica
Motor
Stirling
Micro
turbinaMotor
de gas
Inyección de piloto
Motor de gas
Uso exclusivo
Para calor
Fuente: Volkhard, S. 2012. Curso de energías
renovables. CIDER.
Fuente: Reith, J. H., Wijffels, R. H., & Barten, H. (2003). Bio-methane and bio-hydrogen: status and perspectives of biological
methane and hydrogen production. Dutch Biological Hydrogen Foundation.
Riesgo en la salud:
< 100 ppm: Riesgo de la salud a exposición por varias horas
> 100 ppm: Riesgo en la salud en menos de 1 hr
~ 500 ppm: Mortal en exposición de 30 min
~ 1000 ppm: Mortal en exposición de pocos minutos
~ 5000 ppm: Mortal en exposición de segundos
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IBBKInternational Biogas Operating and Engineering CourseMarch 31 – April 04, 2014
¿Qué significa ppm?
• Partes por millón en volumen
• 1 ppm de H2S significa 1 mL de H2S por cada 1,000,000 mL de biogás (1 m3).
• 1 000 mL H2S = 1,52 g H2S
Como ejemplo:
500 m3 de biogas con 800 ppm H2S =
800 ppm (mL H2S / m3 de biogas) x 500 m3 =
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¿Qué significa ppm?
• Partes por millón en volumen
• 1 ppm de H2S significa 1 mL de H2S por cada 1,000,000 mL de biogás (1 m3).
• 1 000 mL H2S = 1,52 g H2S
Como ejemplo:
500 m3 de biogas con 800 ppm H2S =
800 ppm (mL H2S / m3 de biogas) x 500 m3 =
400.000 mL H2S
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¿Qué significa ppm?
1 000 mL H2S = 1,52 g H2S
400.000 mL H2S = 608 g H2S = 0,608 kg H2S
En resumen:
500 m3 de biogás tiene 0,608 kg de H2S
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¿Qué significa ppm?
1 000 mL H2S = 1,52 g H2S
400.000 mL H2S = 608 g H2S = 0,608 kg H2S
En resumen:
500 m3 de biogás tiene 0,608 kg de H2S
Diario, mensual, anual?
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Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica
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Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica
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Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica
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Fe2O3 + 3H2S → Fe2S3 + 3H2O
Por cada 3 moles (102 g) de H2S requiero:
1 mol (159 g) de Fe2O3
Ejemplo:
Con 608 g de H2S (500 m3 de biogás), requiero
947,7 g de Fe2O3
Remoción usando óxido de hierro
Fe2O3 + 3H2S → Fe2S3 + 3H2O
Por cada 3 moles (102 g) de H2S requiero:
1 mol (159 g) de Fe2O3
Ejemplo:
Con 608 g de H2S (500 m3 de biogás), requiero
947,7 g de Fe2O3
Remoción usando óxido de hierro
Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica
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Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica
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Mecanismos de remoción
• Afinidad del H2S por cationes metálicos• Reacciones con cationes metálicos para formar
sulfatos insolubles.
• Precipitación de sal metálica }
• Captura en soluciones alcalinas (NaOH y CaO)
• Adsorción H2S en absorbentes solidos – sistema “seco”
• Óxidos de hierro hidratados (Fe2O3) en estructuras de cristales alpha y gamma
• Sustancias orgánicas
•Carbón activado
• Remoción biológica (Microaireación)
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IBBK
International Biogas Operating and
Engineering Course
March 31 – April 04, 2014
H2S + O2 → S2 + 2 H2O