Absorción de contaminantes inorgánicos de un gas de gasificación de RDF mediante sosa cáustica

Abstract

Chemical absorption of H2S, NH3 and HCl from syngas derived from the gasification of SRF using caustic solutions is studied. These inorganic pollutants are corrosive and harmful to the environment, making their elimination necessary. Water and NaOH caustic solution mixed with NaOCl were investigated as scrubbing liqueur. Several models using Aspen Plus, HYSYS and homemade routines (solved with EES) were developed. The individual models for H2S, NH3 and HCl removal were validated by comparison with literature experimental data. Some configurations were simulated to understand their effectiveness for cleaning the gas for electricity generation through burning in gas boilers and engines (targets 80 mg/Nm3 of H2S, 50 mg/Nm3 of NH3 and 50 mg/Nm3 of HCl). A preliminary economic analysis was made by comparing the proposed design based on NaOH with traditional absorption with amines (MDEA). The present study does not consider the absorption of CO2. Although, the use of NaOH is not appropriate for gas with high CO2/H2S and standard scrubbing contact times (as syngas from waste in packed towers where the selectivity to H2S is very limited), the present work establishes the methodology towards processes with higher selectivity (short-contact time scrubbing process and/or the use of more selective scrubbing solvents).

La absorción química de H2S, NH3 y HCl de una corriente de syngas derivada de la gasificación de SRF utilizando cáusticos es estudiada. Estos contaminantes inorgánicos son corrosivos y dañinos para el medio ambiente por lo que es necesaria su eliminación. Una solución cáustica de NaOH y agua más NaOCl como oxidante se ha investigado como líquido absorbente. Varios modelos se han desarrollado utilizando Aspen Plus, Hysys y rutinas realizadas en EES. Los modelos individuales para la eliminación de H2S, NH3 y HCl fueron validados comparándolos con datos experimentales. Algunas configuraciones fueron simuladas para comprender la eficiencia del proceso de absorción para cumplir los requisitos de limpieza de los equipos de generación eléctrica en motores de combustión (límites de 80 mg/Nm3 de H2S, 50 mg/Nm3 de NH3 y 50 mg/Nm3 de HCl). Finalmente, se ha realizado un análisis económico preliminar comparando el presente diseño basado en NaOH frente a las alternativas tradicionales regenerativas como el de MDEA. Nótese, que el presente estudio no tiene en cuenta la absorción de CO2. Es importante este factor, ya que el NaOH no es el absorbente apropiado para gases con una alta relación CO2/H2S en los tiempos de contacto estándar (ya que la selectividad a H2S en torres de relleno está muy limitada). El presente trabajo establece una metodología para futuras investigaciones hacia procesos de una alta selectividad (procesos de corto tiempo de contacto o procesos con absorbentes más selectivos).