Estudo da remoção de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio de biogás utilizando soluções absorvedoras

• Autor(a) principal: Freddo, Alessandra
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2950
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Ozônio; Biogás; Gases - Absorção e adsorção; Ozone; Biogas; Gases - Absortion and adsortion; Engenharia Sanitária

O biogás é um produto originado a partir da digestão anaeróbia de matéria orgânica que possui, principalmente, metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), sulfeto de hidrogênio (H2S) e vapor de água entre outros em menor quantidade. Para estes gases, procura-se otimizar o processo para aumentar a quantidade de metano e reduzir as de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. O gás CO2 reduz o poder de combustão do biogás e o H2S é altamente corrosivo, danificando equipamentos e tubulações. Atualmente, diversas tecnologias vêm sendo empregadas para o tratamento e a purificação do biogás e, dentre elas, se destacam as que utilizam o princípio da absorção em líquidos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência de remoção de CO2 e de H2S com diferentes soluções absorvedoras e compará-las em um estudo de viabilidade técnica para cenários específicos. As soluções absorvedoras utilizadas foram: água ultrapura, gás ozônio (O3) solubilizado em água, solução com hidróxido de sódio (NaOH), solução com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), solução contendo ferro complexado com ácido etilenodiaminotetraacético (Fe/EDTA) e um biofertilizante de um biodigestor anaeróbio alimentado com biomassa da suinocultura. Todos esses testes foram realizados em condições de temperatura e pressão ambientes. Para os ensaios em batelada com as soluções de água ultrapura, gás ozônio solubilizado em água, solução de NaOH (0,5 mol.L-1), solução de CaOH2 (0,250 mol.L-1) e solução de Fe/EDTA foi utilizado um biogás proveniente de um biodigestor de uma agroindústria. Para os ensaios com o biofertilizante foi utilizado um biogás sintético. Para a determinação de condições ótimas de tratamento com a solução de Fe/EDTA, foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) em que se avaliou a concentração de Fe/EDTA da solução e o pH. Em um segundo DCCR, avaliou-se o efeito da regeneração da solução sobre o tempo de saturação com H2S. No estudo de tratamento de biogás com o biofertilizante foi aplicado um Delineamento Composto Central (DCC) para verificar o efeito da concentração de biofertilizante e pH sobre o tempo de saturação da solução e eficiência na remoção de CO2 e H2S do biogás. Os resultados indicaram que a solução contendo o gás ozônio solubilizado não apresentou efeito significativo para o tratamento de biogás quando comparado com a água ultrapura. Quando comparadas as soluções alcalinas, a solução com NaOH apresentou alta eficiência na remoção, em média, de CO2 (83,98%) e H2S (100%) do biogás, sendo que a solução de Ca(OH)2, indicou menor eficiência na remoção de CO2 (30,1%) com remoção de 100% de H2S. Os resultados dos ensaios com biofertilizante in natura indicaram uma eficiência de remoção de, em média, 50% de CO2 e 90% de H2S, sendo que os ensaios de otimização indicaram que a variação do pH não altera consideravelmente a remoção de CO2, com maior remoção de H2S em pH alcalino. O estudo com as soluções de Fe/EDTA indicou que o pH tem influência direta sobre o tempo de saturação da solução com H2S em soluções regeneradas e recém preparadas. Este estudo possibilitou avaliar o desempenho destas soluções no tratamento de biogás e sua viabilidade técnica gerando um conhecimento mais aprofundado que permite avaliar sua aplicabilidade em escala real.