Biosólidos lidos, digestión anaerobia, Pretratamientos Obtención de energía del biogás 100% energía generada en el digestor 4. Digestión anaerobia. Generación de biogás 4.1. Descripción del proceso 4.2. Parámetros de diseño y operación 4.3. Factores de operación 1-15% utilización en planta PRODUCCIÓN NETA DE ENERGÍA 30% Calentamiento digestor 4.3. Biogás: tratamiento y uso Page 36 Riesgos del biogás Utilización del biogás El biogás posee una serie de riesgos potenciales debido a su: - inflamabilidad - explosibidad - densidad similar a la del aire (difusión en el aire) - propiedades de asfixia (desplaza al oxígeno) - además de: - toxicidad - posibilidad de presencia de constituyentes cancerígenos
Utilización del biogás: Almacenamiento ALMACENAMIENTO DEL Se dan a la vez No son equivalentes producción del biogás utilización del biogás FLUCTUANTE EN EL TIEMPO FLUCTUANTE EN EL TIEMPO gasómetro en el digestor Utilización de la electricidad mayor por la noche? Utilización del calor mayor en invierno menor en verano VOLUMEN TAMPÓN SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DEL Sistemas de almacenamiento del biogás Sistemas de almacenamiento de baja presión Sistemas de almacenamiento con presión variable y volumen fijo uso para alta presión para presión media para baja presión (muy pocos) CILINDRO TANQUE GASÓMETRO DE GLOBO - Equipo independiente del digestor - Incluye una membrana flexible - Volumen almacenable: : 1-1.0001 1.000 m 3 - Económico Sistemas de almacenamiento con presión fija y volumen variable GASÓMETRO DE GLOBO empleados comunmente para baja presión GASÓMETRO RÍGIDO R DE CABEZA FLOTANTE llenado El material de la membrana no es de alta resistencia Necesita protección contra roedores, objetos punzantes: - manteniendo el globo bajo un protector - empleando materiales de protección como goma, tela o láminas de metal vaciado
- Integrado o no en el digestor (normalmente no) - Incluye una campana flotante rígida hecha de acero - Volumen de almacenamiento: : 50-5.000 5.000 m 3 - Mayor durabilidad y resistencia a la presión que el gasómetro de globo - Más caro Sistemas de almacenamiento de baja presión GASÓMETRO RÍGIDO R DE CABEZA FLOTANTE Utilización del biogás: Tratamiento Eliminación de H 2 S Eliminación de CO 2 Eliminación de H 2 O POR QUÉ ES PRECISO UN TRATAMIENTO? El biogás contiene impurezas: - H 2 O - CO 2 (ácido en combinación con agua) - COV en gas de vertedero - compuestos tóxicos en gas de vertedero Debe ser purificado previo a su uso por: - seguridad - fiabilidad de equipos Tratamiento del biogás s 1.: Deshidratación La eliminación del agua es el tratamiento de mayor importancia debido a la gran cantidad de agua que acompaña al biogás Datos: 1 m 3 de biogás contiene 5% de agua = 20 L de agua en estado gas 1 mol de agua en estado gas = 22.4 L 1 mol de agua líquida = 18 g 18 ml 1. DESHIDRATACIÓN 2. DESULFURIZACIÓN 3. DECARBONATACIÓN Por tanto: : 1 m 3 de biogás contiene la cantidad equivalente a 18 ml de agua líquida Esto explica por qué en la práctica la mayoría de las trampas para agua se colmatan (error de diseño)
Tratamiento del biogás s 1.: Deshidratación Procesos de eliminación del agua: - procesos de condensación - adsorción física en sólido alúmina silica-gel - adsorción física en líquido cloruros etilenglicoles - absorción química en sólidos CaO, CaCl 2 ) - enfriamiento - compresión y enfriamiento - tamices moleculares Tratamiento del biogás s 2.: Desulfurización Procesos de scrubbing: - adsorción física en sólido: carbón activo - adsorción física en líquido: agua - absorción química en: - sólido (CaO, Ca(OH) 2 ) - líquido hidróxidos alcalinos carbonatos alcalinos etanolaminas sales de hierro óxidos de hierro (Fe 2 O 3, FeO) - filtración con membranas - oxidación microbiana (Sº) Tratamiento del biogás s 3.: Decarbonatación El CO 2 reduce la calidad potencial del biogás s como gas ciudad o como combustible Procesos de eliminación del CO 2 : - adsociónfísica sobre líquido: - agua - propylen-carbonato -absorciónquímica sobre: - sólido (CaO) -hidróxidos alcalinos liquidos carbonatos alcalinos ethanolaminas - filtración con membranas - tamices moleculares Utilización del biogás: Aplicaciones
Page 37 Quemador Calor Agua caliente BIOGAS Lavado S BRUTO Generador Turbina Cogeneración Electricidad Valorización Compresión Combustible vehículos GAS NATURAL Inyección en la red pública 60-70% CH 4 40-30% CO 2 Poder calorífico = 22400 KJ/m 3 biogás Destinos del biogás 1. Cogeneración 2. Recirculación del biogás 3. Quemado en antorcha : Características y destinos Uso en la planta Uso doméstico Uso en industrias, hogares, invernaderos Destinos del biogás a antorcha al digestor consumo interno cogeneración red pública biogás del digestor ciclón circuito de calefacción condensado a tanque de agua de proceso