Estudio de materiales arcillosos ricos en óxidos de hierro para la desulfuración de biogás

Abstract

Costa Rica podría generar 1,000,000 m3 de metano diariamente a partir de biogás, pero su aprovechamiento energético requiere del proceso de desulfuración, cuyos materiales filtrantes tienen elevados costos y no se producen localmente.  En este estudio se analizaron sustratos naturales locales ricos en óxidos de hierro, suelos arcillosos (SR) y rocas rojas (RR), para la remoción del H2S del biogás. El desempeño de los medios filtrantes se estudió en un sistema de biodigestión anaerobia instalado en una finca porcina cuya producción diaria de biogás es 20-30 m3, 70% metano. Inicialmente se analizaron 6 muestras mediante Difracción de Rayos-X (XRD) y Fluorescencia de Rayos-X (XRF) para cuantificar los óxidos de hierro (Fe2O3) y se seleccionaron las 2 muestras de RR con mayor porcentaje de Fe2O3, RR2 con 4.8% w/w y RR3 con 7.2% w/w. La caracterización de las RR, antes y después de usarlas como medio filtrante, se realizó mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos-X (EDS), y XRD combinado con el método Rietveld (XRD-Rietveld). Tras la aplicación de las RR en el filtro desulfurizador, se comprobó la absorción superficial de azufre y una disminución de 4.8% wt. a 1.1% wt. de los Fe2O3. Las RR con un tamaño de partícula entre 2.4 y 6.3 mm tienen la capacidad de remover hasta un 28% de H2S. La baja eficiencia de remoción de H2S de las RR sugiere la búsqueda de materiales con mayor cantidad de óxidos de hierro para mejorar el proceso de desulfuración.