Estudio de la adsorción de sulfuro de hidrógeno usando lodos secos de depuradora con aplicación al biogás de vertedero: Evaluación experimental, modelado y simulación
- Autores: Paloma González Aguilera
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Gutiérrez Ortiz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Número de páginas: 188
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro Antonio Ollero de Castro (presid.), Constantino Fernández Pereira (secret.), J. M Chimenos (voc.), Ignacio Fernández Olmo (voc.), Encarnación Rodríguez Hurtado (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
El biogás es una fuente renovable de energía, pero para su utilización en motores de combustión interna el sulfuro de hidrógeno que contiene debe ser eliminado ya que es altamente corrosivo. La adsorción mediante carbón activo es uno de los métodos de desulfuración más usados, aunque su elevado coste ha promovido la búsqueda de adsorbentes alternativos de bajo coste. En la presente Tesis Doctoral se estudia la valorización de residuos carbonosos, como son los lodos procedentes de depuradoras de aguas residuales, utilizándolos como precursores en la preparación de adsorbentes para la desulfuración de biogás de vertedero, y evaluando el comportamiento y viabilidad económica del proceso de adsorción, mediante experimentación, modelado y simulación.
En esta Tesis Doctoral, se ha estudiado experimentalmente la separación de sulfuro de hidrógeno de un biogás simulado sintético mediante adsorción en lecho fijo. Para ello, se han preparado adsorbentes mediante distintos tratamientos térmicos usando lodos de depuradora como precursores, y se ha medido la capacidad de adsorción de sulfuro de hidrógeno de estos materiales. Asimismo, se han probado diferentes métodos de regeneración del adsorbente, empleando vapor de agua y aire, y seleccionando aquél que conducía a una mayor recuperación media de la capacidad de adsorción, minimizando el consumo energético y de material.
Además, se ha realizado el modelado y simulación del sistema de adsorción estudiando la respuesta dinámica de varios de los adsorbentes ensayados experimentalmente. Suponiendo un flujo no dispersivo se han utilizado distintas aproximaciones (modelo de Bohart-Adams y el modelo de fuerza impulsora lineaL (LDF) resuelto con la solución analítica de Klinkenberg y numéricamente con Aspen Adsim). También, se ha incluido la dispersión axial y el modelo se ha resuelto con Comsol.
Finalmente, se ha realizado una evaluación tecno-económica de la desulfuración de biogás estimando el coste de los procesos de producción del adsorbente a partir de lodos de depuradora, desulfuración en adsorbedores de lecho fijo y regeneración in situ utilizando vapor y aire, previo escalado basado en el estudio experimental y de modelado y simulación.
