Revisión sobre las principales tecnologías para la purificación de biogás. Situación actual en Cuba

Abstract

La producción de biogás es un proceso sostenible establecido para la generación simultánea de energía renovable y el tratamiento de residuos orgánicos. El creciente interés por su utilización como sustituyente del gas natural o su explotación como combustible para el transporte abre nuevas brechas para el desarrollo de técnicas de purificación. La literatura consultada permite clasificar las tecnologías en cinco categorías: absorción (por vía física o química); adsorción (por balance de presión, temperatura o por balance eléctrico); separación por membranas; métodos biológicos y separación criogénica. El objetivo de esta revisión es realizar una evaluación teórica de las tecnologías existentes para la purificación de biogás, comparando su funcionamiento, ventajas e inconvenientes. Se concluye que la tecnología de absorción física con agua es económicamente viable, aunque reporta una menor eficiencia en comparación con la absorción química; el proceso de separación criogénica logra una alta pureza de CH4 y un combustible líquido altamente presurizado, mientras que la absorción química con aminas y la separación criogénica aseguran una baja emisión de CH4. En Cuba se han implementado principalmente tecnologías destinadas a desulfurizar el biogás para su uso en la cocción de alimentos. La absorción de H2S a partir de óxido de hierro, empleando virutas de acero o la inmersión de estas en agua, son los métodos más generalizados por su sencillez y bajo costo.

Biogas production is an established sustainable process for simultaneous generation of renewable energy and treatment of organic wastes. The increasing interest of both utilizing biogas as a substitute for natural gas or its exploitation as a transport fuel opened new avenues in the development of biogas upgrading techniques. The consulted literature allowed the technologies to be classified into five categories: absorption (by physical or chemical means); adsorption (by pressure, temperature or electrical balance); membrane separation; biological methods and cryogenic separation. The objective of this review is to carry out a theoretical evaluation of the existing technologies for biogas purification by comparing their performance, advantages and disadvantages. As a conclusion, the technology of physical absorption with water is economically viable although a lower efficiency is evident when compared to chemical absorption. Furthermore, cryogenic separation process achieves high CH4 purity and highly pressurized liquid fuel, while amine chemical absorption and cryogenic separation ensure low CH4 emission. In Cuba, technologies have mainly been implemented to desulfurize biogas for cooking food. The absorption of H2S from iron oxide, using steel shavings or their immersion in water, are the most widespread methods due to their simplicity and low cost.