El desafío de convertir estiércol en gas natural renovable
Un grupo de estudiantes de ingeniería química de Mizzou ha asumido la ambiciosa tarea de producir gas natural renovable mediante un proceso de digestión anaeróbica utilizando estiércol de vaca. Este proyecto se enmarca dentro de los cursos de culminación que buscan fomentar el aprendizaje práctico y el trabajo en equipo, habilidades esenciales para su futuro profesional.
Un enfoque innovador para la producción de energía
El equipo fue encargado de diseñar un proceso de digestión anaeróbica que genere gas natural renovable (RNG) que cumpla con los estándares para ser inyectado en la red de gas local. Además, se les incentivó a recuperar el dióxido de carbono generado como subproducto, para su posible uso en la industria alimentaria o de bebidas.
El proceso comenzó con una simulación de un digestor anaeróbico que incluía todos los parámetros cinéticos necesarios. Posteriormente, el equipo tuvo que optimizar factores como la temperatura, la presión y el tiempo de residencia. Sin embargo, se encontraron con desafíos significativos, especialmente al tratar de eliminar impurezas del biogás, como el hidrógeno sulfuroso.
Superando obstáculos técnicos
La tarea más compleja fue elegir un proceso adecuado para la eliminación del hidrógeno sulfuroso. Inicialmente, intentaron simular un filtro biológico, pero tuvieron que desistir debido a las limitaciones de la simulación. Tras investigar diversas tecnologías, decidieron implementar una columna de absorción utilizando agua como disolvente, lo que permitió reducir los costos operativos.
Después de la columna de absorción, se utilizó un vessel de destilación para eliminar el exceso de agua antes de que el biogás se dirigiera a un sistema de adsorción por oscilación de presión. Dado que la herramienta de simulación no disponía de un bloque para esta tecnología, los cálculos se realizaron manualmente.
Tratamiento del digestato y análisis de viabilidad
El subproducto generado por el digestor anaeróbico es el digestato líquido, que se separa en sólidos y líquidos para ser devueltos a las granjas que suministran el estiércol. Para ello, se utilizaron prensas de tornillo en paralelo, junto con un secador en el proceso de separación.
Además, el equipo llevó a cabo un análisis de peligros del proceso (PHA), que implicó una evaluación exhaustiva de las preocupaciones de seguridad. Este análisis les permitió identificar procedimientos de seguridad necesarios para mitigar posibles riesgos. Por último, se realizó un estudio de viabilidad económica que incluyó la determinación de costos operativos, ingresos y un valor presente neto.
“La experiencia práctica y el trabajo en equipo son fundamentales para nuestra formación profesional”, afirmaron los estudiantes involucrados.
