AVALIAÇÃO DA TÉCNICA DO USO DO ÓXIDO DE FERRO PARA REMOÇÃO DE SULFETO DE HIDROGÊNIO DO BIOGAS

Transcrição

1 Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental AVALIAÇÃO DA TÉCNICA DO USO DO ÓXIDO DE FERRO PARA REMOÇÃO DE SULFETO DE HIDROGÊNIO DO BIOGAS Autores: Álvaro Guzmán Mercado Paulo Belli Filho Henrique de Melo Lisboa Isabel Medeiros Moreira I Congresso Baiano de Engenharia Sanitária e Ambiental - COBESA

2 TÓPICOS ABORDADOS RESUMO INTRODUÇÃO OBJETIVOS DO TRABALHO MATERIAIS E METODOS RESULTADOS CONCLUSÕES

3 RESUMO Devido à necessidade de obter novas alternativas para uso energético e contribuir com a redução dos Gases Efeito Estufa, é uma opção atrativa a captação dos gases produzidos em uma Estação de Tratamento de Esgoto. Este gás gerado é composto por uma mistura de gases cuja proporção varia de acordo com as características do tipo de resíduo e das condições de funcionamento do processo de digestão. Essa mistura é essencialmente constituída por metano (CH 4 ), dióxido de carbono (CO 2 ) e outros elementos em quantidades mais reduzidas como o sulfeto de hidrogênio (H 2 S). A presença do sulfeto de hidrogênio constitui-se o principal problema na viabilização do seu armazenamento e na produção de energia, é um composto extremadamente reativo. Este trabalho pretende avaliar uma tecnologia para remoção do Sulfeto de hidrogênio do biogás utilizando uma coluna preenchida com Óxido de ferro (Fe 2 O 3 ) granular. A tecnologia que aqui se utilizou consiste na passagem do gás pelas diferentes camadas de oxido de ferro, avaliando o grau de remoção do sulfeto de hidrogênio. Este estudo foi realizado em uma estação piloto, chegando a atingir uma eficiência de remoção do sulfeto de hidrogênio de aproximadamente um 99 %.

4 INTRODUÇÃO Os principais constituintes do biogás são o metano e o dióxido de carbono. Os sistemas de limpeza de gases são desenvolvidos para corrigir as propriedades naturais do biogás para que o mesmo atenda as especificações técnicas dos equipamentos de conversão. Existem vários métodos para a remoção do sulfeto de hidrogênio do biogás entre eles pode-se destacar: 1) adição de ar/oxigênio ao biogás contido no próprio digestor; 2) adição de cloreto de ferro ao resíduo no digestor; 3)Filtros; 4)Esponja/limalha de ferro; 5) Granulado de óxido de ferro; 6) Carvão ativado; 7) Lavagem com água; 8) Lavagem com NaOH.

5 INTRODUÇÃO Remoção de H 2 S Depuração a seco com óxidos de ferro O H2S reage facilmente com óxidos e hidróxidos de ferro para formar sulfetos de ferro. A reação é ligeiramente endotérmica, necessitando de uma temperatura mínima de 12ºC para se realizar, com um ótimo entre 25 e 50ºC. Purificação: Fe O + H 2 S Fe S + H 2 O( endotérmica) Os sulfetos de ferro formados podem ser oxidados com ar e permitir a recuperação do óxido de ferro, paralelamente com enxofre elementar. Este processo é altamente exotérmico, pelo que deve ser realizado com cuidado para evitar que a massa entre em auto-combustão. Regeneração: Fe S + ½ O 2 Fe O + S (exotérmica )

6 OBJETIVOS Objetivo do trabalho O trabalho tem como objetivo avaliar a técnica para remoção do sulfeto de hidrogênio (H 2 S) em biogás utilizando o óxido de ferro (Fe 2 O 3 ) granular através de uma coluna preenchida com este material.

7 MATERIAIS E MÉTODOS Instalação do piloto

8 MATERIAIS E MÉTODOS Aparelhos utilizados Medidor de gases GEM 2000 Jerome X-631

9 METODOLOGIA Características do material Oxido de ferro granulado Fe Pureza de 98,71 % Dados operacionais Q media = 1,5 m 3 /h W = 1466,50 gramas T media = 29,2 0 C CH 4 = 73 % O 2 = 3% CO 2 = 8,2 % H 2 S = 1881,0 ppm Coleta de dados

10 RESULTADOS Tabela: Porcentagem de remoção de H 2 S em cada um dos compartimentos.

11 RESULTADOS Figura : Remoção acumulada do sulfeto de hidrogênio.

12 CONCLUSÕES O presente trabalho de acordo com os resultados obtidos demonstrou que é possível conseguir uma remoção quase total de H 2 S com uma vazão media de 1,5 m 3 /h. Também se chegou a constatar que as características do material utilizado de óxido de ferro deram resultados favoráveis para a remoção do sulfeto de hidrogênio do biogás.

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