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Evaluation of a system for the use of methane gas as fuel for boilers at the company
Evaluación de un sistema de aprovechamiento del gas metano como combustible para calderas en una destilería
Registro en:
10.5281/zenodo.7365058
Autor
Gómez Hernández, Franklin Rafael
Resumen
In the present work, a system for the utilization of methane gas (S.A.G.M) generated in the anaerobic digestion process of vinasse was evaluated. The biogas is intended to be used as fuel in boilers of the company Destilerías Unidas S.A. (DUSA). Explanatory research and experimental design were used. The S.A.G.M. was designed at laboratory scale and consisted of an anaerobic reactor for the treatment of vinasse with a useful volume of 6 L, a solid-gas adsorption column filled with Cocos nucifera (coconut shell) epicarp, and a liquid-gas absorption column with calcium oxide (lime) solution. The efficiency of the columns was evaluated individually to know their effect on the removal of H2S and CO2, as the main pollutants of biogas when used as fuel for stationary engines. Initially, the biogas was characterized by determining the concentration of H2S and CO2 by volumetric methods, then the removal efficiency of each of the gases was evaluated by passing it through the S.A.G.M. It was obtained that the biogas contained 4.89 mg/L of H2S and 296.03 mg/L of CO2. The purification system was more effective for CO2 removal, achieving efficiencies of 95.78 and 98.16% when using the absorption and adsorption column, respectively. H2S was not significantly removed according to the hypothesis test with a 99% confidence level, due to the low initial content of this gas, the lower affinity and reaction rate of sulfides when CO2 is present. It was concluded that the biogas purified in the S.A.G.M. can be used as fuel in the company's boilers, because the remaining CO2 is negligible and the H2S concentration is below the limits recommended to feed a stationary engine. En el presente trabajo se evaluó un sistema de aprovechamiento del gas metano (SAGM) generado en el proceso de digestión anaeróbica de la vinaza. El biogás se desea utilizar como combustible en calderas de la empresa Destilerías Unidas S.A. (DUSA). Se empleó la investigación explicativa y diseño experimental. El SAGM fue diseñado a escala de laboratorio, estuvo conformado por un reactor anaeróbico para el tratamiento de la vinaza con volumen útil de 6 L, una columna de adsorción sólido-gas rellena con epicarpio de Cocos nucifera (concha de coco) y por una columna de absorción líquido-gas con solución de óxido de calcio (cal). La eficiencia de las columnas fue evaluada individualmente para conocer su efecto en la remoción de H2S y CO2, como los principales contaminantes del biogás al ser usado como combustible de motores fijos. Inicialmente se realizó la caracterización del biogás determinando la concentración de H2S y CO2 por métodos volumétricos, posteriormente se evaluó la eficiencia de remoción de cada uno de los gases al pasarlo por el S.A.G.M. Se obtuvo que el biogás contenía 4,89 mg/L de H2S y 296,03 mg/L de CO2. El sistema de purificación fue más efectivo para la remoción del CO2, lográndose eficiencias de 95,78 y 98,16% al utilizar la columna de absorción y adsorción, respectivamente. El H2S no fue removido significativamente de acuerdo a la prueba de hipótesis con un nivel de confianza del 99%, debido al bajo contenido inicial de este gas, la menor afinidad y velocidad de reacción de los sulfuros cuando está presente el CO2. Se concluyó que el biogás purificado en el S.A.G.M. puede ser usado como combustible en las calderas de la empresa, porque el CO2 remanente es despreciable y la concentración H2S está por debajo de los límites recomendados para alimentar un motor estacionario.