Dessulfuração de biogás da metanização da vinhaça: uma nova abordagem para remoção de altas concentrações de H2S

• Autor(a) principal: Luis Felipe de Dornfeld Braga Colturato
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AAXES8
• topic: Dessulfuração; Hidróxido de sódio; Biogás; Bactérias sulfo-oxidantes; Vinhaça; Sulfeto de hidrogênio; Dessulfurização; Biogás; Vinhaça; Saneamento

Este trabalho objetivou desenvolver um sistema dessulfuração química utilizando hidróxido de sódio acoplado a um sistema com regeneração biológica das hidroxilas, de forma a obter elevadas eficiências de remoção de H2S associada à redução do uso de agente alcalinizante no sistema, viabilizando um sistema para remoção de elevadas concentrações de H2S do biogás. A pesquisa contemplou o desenvolvimento de uma planta piloto de dessulfuração, instalada na Usina Monte Alegre, do Grupo Adecoagro, onde encontra-se em operação uma Unidade Piloto de Metanização da vinhaça da empresa Methanum com geração constante de biogás para suprimento ao experimento. A Unidade de dessulfuração foi constituída pelos seguintes componentes: torre de absorção venturi (TAV), torre de regeneração biológica (TRB) e decantador lamelar (DL). O estudo teve como base dois experimentos principais, a saber: i) definição do pH ideal limite no qual o sistema detém a maior fração molar de bissulfeto na solução; ii) Operação em contínuo da TAV associado ao sistema de regeneração biológica das hidroxilas. O primeiro experimento demonstrou que a alcalinidade correspondente a 5x10-3 mol.L-1 foi adequada para manter o pH próximo a 8,0, reduzindo a competição por hidroxilas devido à liberação do CO2 presente no biogás e favorecendo o desenvolvimento de bactérias sulfo-oxidantes. Nesta alcalinidade verificou-se uma elevada eficiência de remoção de H2S (99,3% a 99,9%), sendo que este pH também foi apropriado ao crescimento de microrganismos oxidadores de sulfeto. O segundo experimento teve uma duração total de 145 dias. A concentração de H2S no biogás variou entre 15.150 e 26.277ppmV, e a máxima carga aplicada durante um período estacionário foi de 17,4 kg H2S.m-3.h-1, obtendo-se uma eficiência média de remoção de H2S de 99,8%. Foi verificado, também, um incremento da concentração de metano no biogás da ordem de 10,7% neste período. Foram identificados organismos sulfo-oxidantes no sistema biológico, que contribuíram para a manutenção do pH do meio e regeneração das hidroxilas, de forma que a demanda de NaOH do sistema foi de 1,4% em relação à demanda estequiométrica requerida para um sistema químico padrão. O sistema proposto configura-se uma nova abordagem de processo de dessulfuração biológica, com a principal vantagem de obter elevada eficiência de remoção de H2S, evitar a diluição do biogás com O2 e N2, e promover aumento da concentração de metano no biogás.