Rimozione Gas Acido Dall'H₂S

La Terra è una dimora affascinante per l'umanità. Produce abbondante cibo e fibre, da un lato, mentre scuote distruttivamente le sue faglie e vomita lava fusa dai vulcani attivi. Contemporaneamente nutriente e minaccioso, questo pianeta non è comunque riuscito a annientare gli esseri umani. Una ragione di ciò è l'ingegno, quella capacità unica dell'Homo sapiens di risolvere i problemi attraverso l'innovazione. Avendo appreso il potere della combustione per generare elettricità, abbiamo comunque dovuto proteggerci dai veleni che si mescolano con le materie prime che bruciamo. Entra in gioco una nuova tecnologia per la rimozione e la gestione dei gas acidi.

Cos'è il gas acido?

In senso molto stretto, il gas acido è qualsiasi composto gassoso che forma una soluzione acida quando disciolto in acqua. Sebbene esistano numerosi tipi di gas acido, i più diffusi sono l'anidride carbonica (CO₂) e l'idrogeno solforato (H₂S). Queste sostanze chimiche si trovano spesso nei giacimenti di gas naturale, ma rendono il gas naturale inutilizzabile. Non solo sono tossiche se esposte alle persone, ma sono anche agenti caustici in tubi e serbatoi, causando corrosione e talvolta danni irreparabili. Inutile dire che la gestione e lo smaltimento di queste sostanze sono rigorosamente regolamentati sia per motivi di salute pubblica che di protezione ambientale.

Quanto sono dannosi H₂S e CO₂?

L'anidride carbonica, sebbene sia un elemento necessario per la vita, è tuttavia implicata nell'inquinamento atmosferico quando rilasciata in grandi quantità. Eppure c'è un altro problema con l'eccesso di CO₂: abbassa il potere calorifico del gas combustibile. Il potere calorifico misura la quantità di calore che la combustione di un combustibile produce effettivamente. Quando le concentrazioni di CO₂ sono più alte, il potere calorifico diminuisce. L'idrogeno solforato è una tossina pericolosa per gli esseri umani. A seconda della densità di accumulo, può causare vertigini e difficoltà respiratorie – a un'estremità dello spettro della malattia – o convulsioni e morte nei casi estremi. I Centri per il Controllo delle Malattie degli Stati Uniti avvertono che l'esposizione prolungata all'H₂S porta ai peggiori risultati. Ben documentati sono la fessurazione, la formazione di bolle e la corrosione di metalli robusti da parte di questo gas acido acido e molto infiammabile. Questo è il motivo per cui il gas naturale non può essere trasportato per lunghe distanze prima della rimozione di H₂S.

Come si realizza la rimozione?

La rimozione dell'idrogeno solforato, e di altri componenti del gas acido, richiede che il composto venga a contatto con solventi chimici, solventi fisici o una combinazione di entrambi. Questi solventi occupano una colonna di assorbimento di un'unità di rimozione dei gas acidi. Quando il gas acido – a volte chiamato gas acido (sour gas) – si muove attraverso la colonna, le sue molecole vengono attratte da quelle nei solventi liquidi e vengono così osmotizzate dal flusso di gas naturale.

Funziona allo stesso modo per il biogas?

A differenza del gas naturale, il biogas non è un combustibile fossile. Al contrario, il biogas si forma quando la materia organica – fogliame o animali morti, rifiuti alimentari, letame, liquami, ecc. – si decompone e fermenta. Il processo di digestione anaerobica rende possibile e produttiva la cattura del metano dal biogas. A sua volta, il metano (CH₄) è combustibile e viene utilizzato per generare elettricità. Come nel caso del gas naturale, l'H₂S è presente nel biogas in concentrazioni fino a 1.000 parti per milione (PPM). Per un funzionamento efficace dei motori a combustione interna, questa densità deve scendere a un massimo di 100 PPM. Quindi, la rimozione di H₂S dal biogas è necessaria tanto quanto la rimozione di H₂S dal gas naturale. Iniettando piccole dosi di ossigeno nel contenuto del digestore, i tecnici permettono la formazione di microrganismi che ossidano con successo il solfuro. Nel frattempo, il cloruro ferrico viene applicato al substrato per creare sale di solfuro di ferro. In questo modo, i tecnici riducono la presenza di H₂S a circa 10 PPM. La rimozione e la neutralizzazione dell'idrogeno solforato è spesso chiamata scrubbing di H₂S. Un altro assorbente di questo tipo è il carbone attivo, una sostanza simile al carbone che ha un'elevata capacità di microporosità, cioè pori molto piccoli, che invitano l'adesione di H₂S alle sue superfici.