Sistema de eliminación de sulfuro de hidrógeno: Guía completa
El sulfuro de hidrógeno (H2S) es un gas extremadamente potente, tóxico y peligroso que no sólo hay que aislar, sino también eliminar de otras corrientes de gas y fluidos. Hace tiempo que nos enfrentamos al descomunal reto de erradicar este gas nocivo del planeta, lo que nos ha impulsado a desarrollar herramientas que ayuden a acelerar el proceso.
La industria del petróleo y el gas está cambiando su enfoque hacia la producción de combustibles limpios, sostenibles y con menos emisiones. Esto significa que el H2S debe limitarse o eliminarse progresivamente.
¿Qué es el sulfuro de hidrógeno (H2S)?
El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro bastante potente que desprende un penetrante e inconfundible olor a huevos podridos. Se encuentra de forma natural y también se libera como subproducto de algunas operaciones industriales. El H2S se forma de forma natural cuando las sustancias orgánicas empiezan a descomponerse.
Se encuentra en muchos otros entornos, como residuos agrícolas, vertederos, etc. El H2S forma una solución ácida cuando entra en contacto con el agua. Estas soluciones ácidas acarrean multitud de problemas para las máquinas y el personal.
¿Por qué es importante eliminar el sulfuro de hidrógeno del medio ambiente?
El sulfuro de hidrógeno es un gas extremadamente tóxico y venenoso; incluso a bajas concentraciones, causa daños irreparables tanto al hombre como a la máquina, lo que conlleva riesgos para la seguridad y el medio ambiente, así como la pérdida de vidas humanas. Se explican algunas de las razones.
- El H2S, debido a su naturaleza tóxica, irrita los ojos y provoca problemas respiratorios tras una exposición injustificada, incluso a 5 ppm, mientras que induce efectos mortales en torno a 1000-2000 ppm.
- El H2S altera la capacidad calorífica de los combustibles y los gases e incapacita gravemente el ciclo de vida de los catalizadores, mientras que, en combinación con el agua, se oxida y provoca oxidación y corrosión en tuberías y equipos metálicos.
- El H2S crea incluso un obstáculo en el rendimiento de las máquinas, afectando enormemente a la calidad y cantidad del producto obtenido.
- Cada año, cuesta miles de millones en pérdidas de activos de alcantarillado a los gobiernos; crea una preocupación inconmensurable en términos de seguridad y salud de las personas que trabajan o incluso viven en las proximidades de su eliminación.
- El sulfuro de hidrógeno mezclado con agua contaminada es extremadamente perjudicial también para los ciclos naturales. Esta combinación, cuando se quema, emite dióxido de azufre y otros componentes de azufre nocivos que están directamente relacionados con la lluvia ácida.
¿Qué métodos se utilizan para eliminar el sulfuro de hidrógeno?
El sulfuro de hidrógeno en cualquier forma de materia es peligroso para la supervivencia de los seres vivos que lo rodean. El H2S se encuentra o se emite principalmente en tres ámbitos clave: el agua, los gases autóctonos o biogases y los gases naturales e industriales. A continuación se analizan los procesos de eliminación de los disruptores mencionados.
Agua
El sulfuro de hidrógeno se encuentra sobre todo en las aguas subterráneas. También se ha detectado una proliferación bacteriana tóxica y peligrosa de azufre en determinados suministros privados de agua, que se sabe que hace que el agua sepa mal y provoca malestar estomacal si se consume con frecuencia. También hay que tener en cuenta que la eliminación de agua caliente en las casas también puede dar lugar a veces al crecimiento de bacterias del azufre.
Existen múltiples procesos para eliminar esta sustancia nociva de nuestro entorno y de las masas de agua domésticas.
- Cloración: El cloro es un excelente disuasor de los problemas de sulfuro de hidrógeno, ya que reacciona con el azufre formando compuestos que no reaccionan ni desprenden mal olor en el agua potable. También se ofrece en sistemas de dispensación automática que pueden evitar futuros problemas.
- Filtro de manganeso: Este filtro especializado puede mitigar todos los contenidos nocivos de azufre gracias a su revestimiento especial, que, una vez en las proximidades del azufre, reacciona y forma partículas sólidas de azufre que luego se separan con la ayuda de un filtro. Este filtro funciona en combinación con arena verde, que se regenera con permanganato potásico una vez agotado el manganeso.
- Carbono para catalizar: Es un carbón activado que separa todo el azufre de los compuestos con la ayuda de la oxidación. Puede convertir todas las partículas de azufre en partículas neutras. Ofrece un control total sobre la oxidación, lo que permite a los usuarios gestionar el agua sulfurosa.
Gases naturales y excreciones industriales
El sulfuro de hidrógeno se obtiene como subproducto de diversas industrias. Las estrictas normas dictan que las industrias se centren en esfuerzos más ecológicos y sostenibles, lo que hace que las industrias trabajen en métodos para mitigar los efectos nocivos y tóxicos del sulfuro de hidrógeno en el medio ambiente.
El azufre es una materia prima de gran valor en muchas industrias; por ello, estas se centran ahora en extraer y recuperar el azufre de estos compuestos para poder reutilizarlo y venderlo a los compradores adecuados.
Actualmente, las industrias emplean diferentes procesos para extraer el azufre de estos compuestos nocivos:
Absorción química
Las industrias utilizan agua rica en aminas para absorber el H2S de las corrientes de gas. Cuando estos gases entran en contacto con las aminas del agua, las moléculas de H2S se adhieren a las aminas. A continuación, se separa y se calienta para eliminar las aminas y volver a utilizarlas, mientras que el H2S que queda puede eliminarse de forma segura.
Fregado en seco
Este proceso químico requiere que los gases pasen a través de partículas recubiertas de óxido de hierro. El hierro reacciona inmediatamente con el H2S y forma un compuesto sólido. Este depósito de óxido de hierro y compuestos mixtos de sulfuro de hidrógeno se limpia con frecuencia tras la saturación. Se instala sobre todo en pequeñas industrias, como las de tratamiento de gas natural.
Fregado líquido
Este proceso se utiliza en plantas industriales. Para ello es necesario que los gases que contienen H2S pasen a través de un líquido que contiene una alta concentración de agentes oxidantes. Estos agentes oxidantes reaccionan con los sulfuros y los convierten en compuestos no reactivos y no tóxicos, que posteriormente pueden recogerse y eliminarse a demanda.
Recuperación de azufre
El tratamiento de gases y otras industrias utilizan este método para reutilizar y desechar el H2 recogido El gas se calienta parcialmente en un horno, y luego se hace pasar por un reactor determinado que aloja el catalizador que reacciona con el gas H2S parcialmente quemado para proporcionar azufre sólido, que luego se vende como materia prima
Crecimiento autóctono y biogás
El crecimiento autóctono procede de humedales naturales y géiseres geotérmicos que producen una leve cantidad de gas de sulfuro de hidrógeno. El biogás se diferencia del gas natural en que no es un combustible fósil; se forma por la descomposición del follaje de las plantas, los cadáveres de animales, el estiércol o las aguas residuales.
El biogás emite una cantidad importante de metano (CH4), muy apreciado para la producción de electricidad. Existen múltiples formas de tratar los residuos de H2S después del metano. Si está en menor concentración, puede reducirse a 10 ppm con ayuda de cloruro de hierro y pequeñas dosis de oxígeno, mientras que para cantidades exponenciales se emplean otros métodos de neutralización.
- Depuración: aunque este proceso es similar al de los gases naturales, utiliza diferentes agentes reactivos para llevar a cabo la reacción. El H2S presente en el biogás reacciona con el reactivo y forma compuestos sólidos que posteriormente se extraen y eliminan.
- Biofiltros: Se trata de un método biológico avanzado que se basa en la introducción de bacterias específicas que se alimentan del gas H2S como fuente de energía. El gas pasa por un lecho filtrante donde se inducen las bacterias que consumen los gases de H2S. Se trata de un proceso bastante nuevo y requiere muchas condiciones críticas en todo momento, pero ofrece un enfoque rentable y de bajo contenido químico
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