Eliminaci n del sulfurode hidrogeno entre otros gases

Eliminación del sulfuro  de hidrógeno en el biogás


Por 
Manuel Díaz Piñón*
Consideraciones tecnológicas que facilitan la obtención de biogás, para su aplicación en la agricultura y la industria,además de la cocción de alimentos.
 
 
La tecnología del biogás es conocida a escala nacional, se manejan distintos diseños y conceptos de operación, se valoran diversos materiales para su construccióny se definen tamaños y ubicaciones de acuerdo con las disponibilidades de materia orgánica; pero casi todo el uso del biogás se centra en la cocción de alimentos, con muy pocas intenciones para aplicarlo en otras necesidades de la agricultura y la industria. Urge, en las condiciones actuales, valorar su costo, ya que podría llegar a ser mucho menor en comparación con otras materias primas parafines energéticos, debido a la clase de residuos que se emplean para obtenerlo. El biogás está llamado a convertirse en una fuente energética de primera importancia.
 
Para poder llevar la energía del biogás a otras necesidades de la producción y los servicios es necesario que se elimine el sulfuro de hidrógeno (H2S) que viene asociado al mismo, ya que este gas no solo es muy corrosivo, sino ademástóxico para la salud humana.
Para poder emplear el biogás en motores, sistemas de refrigeración, etc., es imprescindible llevar el H2S a valores mínimos.
Composición del biogás
El biogás está compuesto de diferentes gases (Tabla 1).
Tabla 1
Componentes del biogás



Características del H2S:
Carácter físico
El H2S es un gas incoloro, tiene olor a huevo podrido, crea una llama azul cuando quema ycrea un gas tóxico: el dióxido de azufre (SO2). El H2S en concentración de 10 partes por millón (ppm) se puede distinguir por el olfato. La densidad del gas H2S es de 1,192, más alta que la del aire. La temperatura de licuación es de 82,9 OC; la de hervido, de 61,8 OC, y la quema, de 250 OC. El H2S se disuelve una parte en agua (34cm3/L a 20 OC), y crea un medio de ácido débil.
Carácter químico
Atemperatura normal, la molécula de H2S es muy estable, pero a alta temperatura se descompone fácilmente:
2H2S = 2H2 + 2S0
El H2S puede ser oxidado por diferentes elementos, en dependencia de los caracteres de los materiales oxidantes. Ejemplo: cuando reacciona con I2 en medio ácido:
I2 + H2S = 2HI + S0
El H2S disuelto en agua crea ácido sulfúrico, en procesos que se representan mediante las dosecuaciones siguientes:
H2S + H2O HS– + H3O + Kcb 9,1 x 10–8
HS– + H2O S–2 + H3O + Kcb 1,2 x 10–15
A temperatura normal y presión atmósfera la tasa de disolución del H2S en agua es de 0,1 mL/L. En medio de álcali, la tasa de disolución del H2S es más alta, por eso se produce la reacción entre el H2S y el álcali.
H2S + NaOH > NaHS + H2O
NaHS + NaOH > Na2S + H2O
La existencia de H2S dentro de la solucióndepende de su nivel de pH (Tabla 2).
Tabla 2
La existencia de H2S en la solución depende del pH de la solución

Carácter tóxico del H2S
Respirar o tener contacto con el H2S es muy peligroso. En concentración menor de 10 ppm no causa peligro a personas que trabajan con él durante ocho horas. 
En concentración de 50 ppm, aproximadamente, se pierde el olfato y causa dolor de cabeza y mareo. Enconcentración de 100 ppm hace llorar, provoca estornudo y la pérdida del olfato, y puede ahogar si se tiene contacto con él durante una hora. En concentración de 200 ppm provoca ahogo, enseguida se irritan los ojos y la nariz, y en contacto con él durante una hora puede causar la muerte. En la concentración de 1 000 ppm o más causa la muerte en minutos. La concentración máxima permitida de H2S enlugares de trabajo es de menos de 10 ppm.
Corrosión causada por el H2S
El H2S tiene carácter corrosivo, especialmente en las condiciones de alta temperatura y presión. Puede corroer los equipos de metal, y cuando se quema produce gas SO2, aún más peligroso. Ejemplo: con acero, el nivel erosivo del H2S es 2,5 mm/año. 
El desgaste que produce el H2S tiene origen en la reacción siguiente:
Fe0 + H2S >...