MÉTODOS DE FILTRACIÓN, PURIFICACIÓN Y ADSORCIÓN DE GAS METANO OBTENIDO A PARTIR DE LA DESCOMPOSICIÓN DE MATERIAL ORGÁNICO POR BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA

MÉTODOS DE FILTRACIÓN, PURIFICACIÓN Y ADSORCIÓN DE GAS METANO OBTENIDO A PARTIR DE LA DESCOMPOSICIÓN DE MATERIAL ORGÁNICO POR BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA

RESUMEN

La fermentación anaeróbica es un proceso natural que ocurre en forma espontánea en la naturaleza y forma parte del ciclo biológico en el cual se obtiene el denominado "gas de los pantanos" o gas metano que brota en aguas estancadas, donde intervienen bacterias metanogénicas funcionando como microorganismos descomponedores facilitando la transformación de la biomasa. El biogás generado del proceso de descomposición anaeróbica de un alto valor calórico de 933.500 KJ/m3, procede con una concentración aproximada de 55-70% de CH4 (g), 30-45% de CO2 (g), 0.5-3% N2 (g), 0.1% H2S (g), 1-3% de H2 y trazas de vapor de agua, pero dependiendo del residuo original las concentraciones de H2S (g) pueden variar entre 100-4000 ppm representando graves problemas corrosivos y de toxicidad motivo por el cual se estudiaran los métodos más factibles para las adsorción de los gases generados como subproductos que alteran la riqueza del metano como materia principal a obtener con estándares de calidad y pureza necesarios para usos industriales y comerciales.

Palabra clave:

Biogás, adsorción, filtro, purificación, concentración, metano, anaeróbico, biodigestor, biomasa, descomposición, transformación, calidad, pureza.

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*. Escuela de Ingeniería Ambiental y de Saneamiento, Instituto Universitario de la Paz, Centro de Investigaciones Santa Lucia Km 14.

INTRODUCCIÓN

La adsorción de una sustancia es la acumulación de material particulado disuelto o volátil de otra sustancia en una determinada superficie interfacial entre dos fases. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido, siendo un proceso por el cual átomos, iones y moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material en contraposición a la absorción.

 por tal motivo este principio se utiliza para la filtración y purificación de gas metano obtenido por la descomposición y fermentación de materia orgánica la cual se da en condiciones anaeróbicas y con reactores biodigestores permitiendo que los gases obtenidos tengan unas características específicas para poder ser tratado y empleados en procesos ya sea de combustión y aprovechamiento de energía o sea como materia prima para la síntesis de otros productos químicos y derivados.

En Colombia el aumento en el uso de fuentes renovables de energía ha sido de 1.5% para los últimos seis años. Este potencial de generación de energía se encuentra representado en un alto porcentaje por la biomasa, y específicamente por los desechos forestales y agropecuarios.

La producción de biogás a partir de esta materia prima es una práctica que tiene en el país cerca de treinta años. Inicia con la instalación masiva de digestores para procesar residuos orgánicos animales y vegetales con el fin de producir la energía necesaria para atender las necesidades básicas del sector rural como cocción de alimentos e iluminación.

La idea es estudiar los diferentes métodos de filtración y purificación del metano obtenido para generar un producto de más alta calidad, riqueza y asi permitir una eficiente combustión al ser utilizado como potencial energético, ya que los métodos conocidos para la purificación del metano son básicos pero no han sido sometidos a estudios profundos para entender y determinar los fenómenos ocurridos en las adsorción de impurezas presentes en el gas primario el cual es objeto de estudio.

PARTE EXPERIMENTAL

La generación de biogás, mezcla constituida fundamentalmente por gases de metano (CH4) dióxido de carbono (CO2 ), y pequeñas cantidades de hidrógeno (H), sulfuro de hidrógeno (H2S ) y nitrógeno (N) constituye un proceso vital dentro del ciclo de la materia orgánica en la naturaleza

Las bacterias metanogénicas en efecto constituyen el último eslabón de la cadena de microorganismos encargados de digerir la materia orgánica y devolver al medio los elementos básicos para reiniciar el ciclo. Se estima que anualmente la actividad microbiológica libera a la atmósfera entre 590 y 880 millones de toneladas de metano. La metalogénesis es una idea general sobre el proceso microbiológico involucrado en la formación de metano es necesaria para poder comprender mejor el diseño y funcionamiento de los denominados reactores o digestores productores de biogás, pero las bacterias productoras del biogás son estrictamente anaeróbicas y por lo tanto sólo podrán sobrevivir en ausencia total de oxígeno atmosférico.

Las concentraciones aproximadas en la generación de biogás es de 55-70% de CH4 (g), 30-45% de CO2 (g), 0.5-3% N2 (g), 0.1% H2S (g), 1-3% de H2 y trazas de vapor de agua los cuales pueden definir qué tan cargado de impresas puede contener las cantidades variables obtenidas en volumen por día de biogás y esta caracterización nos ayudara a definir el método a utilizar para la adsorción de las impurezas.

Las condiciones de presión y temperatura específicas para que el proceso de transformación por fermentación de la materia organica se dan a 40 °C y 1 atm de presión en poca luz con un tiempo definido de 15 dias para la obtención de gases en un sistema de hidrolisis ya que este proceso comprende varias etapas como lo son:

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