Proceso de metanación mejorada: optimización de las condiciones de operación para la producción de biometano

Abstract

Actualmente, el gas natural es una de las principales fuentes de energía en todo el mundo. Sin embargo, la creciente preocupación por el calentamiento global relacionado con el uso masivo de combustibles fósiles y el correspondiente aumento en las emisiones de CO2 a la atmósfera está promoviendo el interés hacia tecnologías alternativas para la producción de energía [1]. En este contexto, la metanación asistida con absorción de H2O (SEM, del inglés Sorption-Enhanced Methanation) se presenta como una tecnología para la producción de Gas Natural Sintético (GNS) a partir de energías renovables (i.e. H2 obtenido a partir de la electrólisis del agua o a partir de gas de síntesis obtenido a partir de biomasa) [2]. Este proceso propone el uso de un absorbente para la eliminación in situ del H2O producida por las reacciones de metanación. De esta forma, las reacciones de metanación se desplazan hacia la producción de CH4, consiguiendo así trabajar a unas condiciones mucho más suaves que el proceso convencional de metanación (i.e. presión atmosférica y 250-350ºC vs. 40-60 bar y 250-600ºC). En las condiciones de operación esperadas para el proceso SEM se espera que el CaO posea una alta capacidad de hidratación y una baja capacidad de carbonatación. Es por ello que el uso de CaO como absorbente en SEM se propone para este proceso debido a su elevada disponibilidad, bajo coste, condiciones favorables para su regeneración y reutilización, alta estabilidad térmica y nula toxicidad. El objetivo principal de este trabajo es estudiar el proceso SEM empleando como gas de partida un gas de síntesis generado a partir de la gasificación de biomasa (i.e. una mezcla de H2, CO y CO2) bajo distintas condiciones de operación (temperatura, ratio CaO/Cat, composición de la alimentación y velocidad espacial) empleando CaO como absorbente de H2O.