La eliminación del sulfuro de hidrógeno del biogás es una necesidad técnica. Sin embargo, a medida que más plantas se orientan hacia la producción de biometano, la cuestión principal está cambiando: ¿cuánto debería seguir costando la eliminación del H₂S una vez que la planta esté en funcionamiento?
El sulfuro de hidrógeno es uno de los contaminantes más problemáticos del biogás sin tratar.
Es corrosivo y, por lo general, debe reducirse antes de que el biogás pueda utilizarse en motores de cogeneración o transformarse en biometano. Sin embargo, para los operadores que buscan cómo eliminar el H₂S del biogás, la eficiencia de la eliminación es solo una parte de la decisión. El consumo de productos químicos, las cargas variables de azufre y la protección de los equipos posteriores al proceso también influyen en la rentabilidad a largo plazo de la planta.
Aquí es donde cobra importancia la diferencia entre la desulfuración biológica y la eliminación química del H₂S.
La eliminación química del H₂S conlleva gastos recurrentes
Existen varias tecnologías consolidadas capaces de eliminar el sulfuro de hidrógeno del biogás.
Una esponja de hierro utiliza óxido de hierro para reaccionar con el H₂S. El carbón activado adsorbe el H₂S y se utiliza a menudo cuando se requieren bajas concentraciones residuales. Los depuradores químicos, incluidos los depuradores cáusticos, eliminan el H₂S mediante reacciones con reactivos químicos.
Estas tecnologías pueden ser eficaces, pero dependen de materiales consumibles.
Los medios reactivos acaban agotándose, hay que reponer los productos químicos y hay que gestionar o eliminar los materiales usados. A medida que aumenta el volumen de gas o la concentración de azufre, el consumo suele aumentar también.
Por lo tanto, la cuestión no es si los sistemas químicos pueden eliminar el H₂S. Pueden hacerlo. La pregunta más relevante es qué debe comprar y sustituir continuamente el responsable de la planta a lo largo de su vida útil.
¿Cuál es la diferencia entre la desulfuración biológica y la desulfuración química?
Los sistemas biológicos adoptan un enfoque fundamentalmente diferente.
En lugar de basarse principalmente en medios químicos consumibles, la desulfuración biológica utiliza microorganismos especializados para convertir el sulfuro de hidrógeno en azufre elemental o sulfato.
En un reactor biológico de filtro percolador, los microorganismos convierten el H₂S en condiciones controladas. El proceso sigue requiriendo aire, agua y nutrientes, pero evita la sustitución continua de grandes cantidades de medios reactivos o productos químicos.
En el caso de las plantas con producción continua de gas y cargas significativas de H₂S, esto puede generar una estructura de costes operativos más estable.
Biogasclean aplica este principio en sus sistemas DS-BTR y DS-MBR, diseñados para gestionar volúmenes variables de gas y concentraciones de H₂S con una intervención limitada por parte del operador.
La carga de H₂S no se mantiene constante
Esa capacidad para responder a las condiciones cambiantes es importante porque la producción de biogás rara vez es estática.
Los cambios en la materia prima pueden alterar tanto la producción de gas como la concentración de azufre. En el caso de las tecnologías que utilizan consumibles, unas cargas más elevadas de H₂S pueden suponer una saturación más rápida del medio filtrante o un mayor consumo de productos químicos.
Los sistemas biológicos pueden adaptarse a las variaciones en las cargas de azufre dentro de su rango de funcionamiento previsto, lo que contribuye a estabilizar los costes operativos y a reducir la necesidad de intervención manual por parte del operador.
¿Cómo puedo reducir los gastos operativos (OPEX) en una planta de biogás?
El tratamiento del H₂S es solo una parte de los gastos de explotación de una planta de biogás, pero su impacto en los costes va más allá del sistema de desulfuración. Los costes directos incluyen los medios filtrantes, los productos químicos, el transporte, la sustitución y la eliminación de residuos, mientras que una eliminación poco fiable del H₂S puede generar costes adicionales en las fases posteriores del proceso.
En presencia de humedad, el H₂S contribuye a crear condiciones altamente corrosivas. Esto puede afectar a los sopladores, los intercambiadores de calor, los motores y otros equipos situados en fases posteriores del proceso. En las plantas de biometano, un pretratamiento eficaz también protege los equipos utilizados posteriormente en el proceso de enriquecimiento.
Esto hace que la eliminación del H₂S forme parte de una estrategia más amplia de protección de activos.
Una etapa de tratamiento de bajo coste no es necesariamente económica si un rendimiento inestable aumenta las necesidades de mantenimiento o pone en peligro equipos posteriores de mayor valor.
Por ese motivo, la rentabilidad debe evaluarse a lo largo de toda la línea de procesamiento de gas, en lugar de limitarse únicamente al recipiente de eliminación de H₂S.
El carbón activado y el tratamiento químico siguen desempeñando un papel importante
La comparación no es una elección absoluta entre lo biológico y lo químico. El carbón activado, por ejemplo, puede resultar útil para el pulido cuando se requieren concentraciones muy bajas de H₂S, mientras que el tratamiento químico puede ser adecuado para determinados volúmenes de gas, cargas de contaminantes o condiciones de funcionamiento.
La distinción suele estar entre la eliminación a granel y el pulido final.
El uso de medios consumibles para toda la carga de H₂S puede generar un consumo continuo significativo. Recurrir a la desulfuración biológica para la eliminación a gran escala y reservar las tecnologías de depuración para la especificación final del gas puede reducir esa exposición.
Por lo tanto, la pregunta más pertinente no es qué tecnología concreta es la mejor,
sino dónde debe utilizarse cada tecnología en el proceso de tratamiento del gas.
La eliminación del H₂S cobra mayor importancia en la producción de biometano
Esto cobra especial relevancia cuando el objetivo es obtener biometano con calidad de red.
El biogás bruto contiene metano y dióxido de carbono, además de agua y contaminantes. Antes del proceso de mejora, es necesario reducir el H₂S para proteger los equipos situados aguas abajo y garantizar un tratamiento fiable del gas.
En función de la materia prima y de los requisitos finales del gas, también pueden ser necesarios tratamientos adicionales, como la eliminación de siloxanos o de COV.
El enfoque de Biogasclean sitúa la desulfuración biológica al principio del proceso de tratamiento del gas, aplicándose posteriormente otras tecnologías de mejora y depuración en función de la calidad del gas requerida.
Esto sitúa al sistema de H₂S en un contexto diferente.
Su función no es simplemente producir un buen resultado en la medición de salida, sino crear condiciones estables para todo lo que viene a continuación.
La comparación varía a lo largo de la vida útil de la central
Aquí es donde la desulfuración biológica puede superar a la eliminación química del H₂S.
No porque las tecnologías químicas sean incapaces de eliminar el sulfuro de hidrógeno, sino porque el modelo de funcionamiento a largo plazo es diferente.
Con cargas bajas de azufre o cuando se requiere un pulido final, una tecnología de tratamiento que implique consumibles puede resultar totalmente adecuada.
Pero a medida que aumentan los volúmenes de gas, las cargas de H₂S y las horas de funcionamiento, la rentabilidad depende cada vez más de lo que la planta deba seguir comprando y sustituyendo.
Por lo tanto, en el caso de las instalaciones de biogás y biometano de larga duración, es posible que la cifra más importante en relación con el H₂S no sea la concentración en la salida.
Puede que sea el coste de mantenerla en ese nivel.
