Zwavel als element is alomtegenwoordig. In het universum staat het op de 10e plaats wat betreft prevalentie; op aarde staat het op de vijfde plaats. Het wordt gevonden in vitaminen, aminozuren, de aardkorst en vrijwel elke plant en elk dier. Er zijn talloze toepassingen van zwavel in de industrie en landbouw, waaronder herbiciden, pesticiden en meststoffen. Het is dan ook een essentieel element in de natuur en in de economie. Desalniettemin, wanneer zwavel aanwezig is in bepaalde chemische verbindingen en mengsels, gaat het niet goed samen met andere stoffen. Deze verbindingen kunnen gevaarlijk zijn voor de gezondheid; schadelijk voor de ecologie; en corrosief voor veel materialen die voor industriële doeleinden worden gebruikt. De organismen en stoffen waarin deze gevaarlijke verbindingen worden aangetroffen, moeten worden onderworpen aan het ontzwavelingsproces.

Wat betekent dat?

De betekenis van ontzwaveling is eigenlijk tweeledig: het kan verwijzen naar het verwijderen van elementaire zwavel op moleculair niveau of, als alternatief, het extraheren van zwavelverbindingen uit chemische mengsels. Op zichzelf kan zwavel worden gewonnen uit ondergrondse afzettingen door het te smelten via injectie van water dat tot boven het kookpunt is verhit. Eenmaal gesmolten, wordt de zwavel naar de oppervlakte gepompt. Maar hoe zit het met die gevaarlijke verbindingen die zich in diverse samenstellingen bevinden, zoals bijvoorbeeld aardgas, biomassa en aardolie?

Aardgas

Aardgasformaties bestaan over de hele wereld. De grootste afzettingen bevinden zich in het Midden-Oosten, de Russische Federatie en Europa. In Noord-Amerika is aardgas het meest overvloedig aanwezig in Texas, Oklahoma, New Mexico, Wyoming en Louisiana. In de Verenigde Staten wordt meer dan 50 procent van de huizen verwarmd met aardgas en deze brandstof is goed voor 24 procent van het totale energieverbruik. Aardgas wordt vaak op dezelfde manier uit zijn aardse afzettingen gewonnen als aardolie – via boren of hydraulische fracturing. Voordat het gas echter via 300.000 mijl pijpleidingen wordt getransporteerd, moet het worden behandeld om waterstofsulfide (H₂S) en koolstofdioxide (CO₂) te verwijderen. De ontzwaveling van aardgas is om twee zeer belangrijke redenen noodzakelijk. De aanwezige H₂S is niet alleen giftig voor werknemers en consumenten, maar het is ook schadelijk voor de pijpleidingnetwerken die de brandstof leveren. Daarom moet aardgas kort na de winning worden behandeld in een ontzwavelingsinstallatie. Als de aanwezigheid van waterstofsulfide 5,7 milligram per kubieke meter aardgas overschrijdt, passeert het gas een drempel van gebruikerskwaliteit naar “zuur” gas. Onder dergelijke omstandigheden wordt het gas gewoonlijk door een toren of kolom geleid die amine bevat, d.w.z. een derivaat van ammoniak. De amineoplossing absorbeert de H₂S-verbinding terwijl de gasstroom erdoorheen gaat, waardoor een zuiverdere effluent aardgasstroom achterblijft.

Biogas

In essentie is biogas het methaan (en CO₂) dat vrijkomt uit organisch materiaal onder anaërobe – of zuurstofarme – omstandigheden. Dit kan van nature plaatsvinden, zoals in het hart van een composthoop of stortplaats, of het kan worden geïnduceerd door menselijke technologie, d.w.z. geengineerde anaërobe vergisters. Bij afwezigheid van zuurstof werken bacteriële micro-organismen in op het organische materiaal, waardoor het wordt afgebroken zodat biogas vrijkomt uit de vaste stoffen die het hadden vastgehouden. Eenmaal opgevangen, drijft het biogas verbrandingsmotoren aan die vervolgens elektrische generatoren opladen. Toch heeft ook biogas een H₂S-probleem, hetzelfde probleem als bij aardgas. De bedreiging voor de volksgezondheid en de aantasting van de infrastructuur zijn even reëel bij biogasproductie. Natte ontzwaveling kan verder worden onderverdeeld in: chemische absorptie (amine-, ammoniak- of carbonaatoplosmiddelen); fysische absorptie (combineert componenten van oplosmiddel met een drukdaling); en natte oxidatie (gebruikt een zwakke basische oplossing om de H₂S te absorberen en oxideren). Droge ontzwaveling maakt gebruik van poeder-/deeltjesmiddelen om het biogas te behandelen, waardoor de mogelijkheid van corrosie in de biogastank wordt geminimaliseerd.

Rookgas

Waterstofsulfide is niet de enige problematische zwavelverbinding bij energieproductie. Zwaveldioxide (SO₂) wordt uitgestoten uit rookkanalen bij energiecentrales die fossiele brandstoffen verbranden en faciliteiten die vast afval verbranden. In de natuur komt SO₂ vrij wanneer vulkanen uitbarsten. SO₂ wordt in verband gebracht met zure regen en is een belangrijke luchtverontreinigende stof die de leefbaarheid van habitats en het voortbestaan van verschillende plant- en diersoorten beïnvloedt. Natte scrubbing omvat een alkalische absorberende slurry – kalksteen, kalk of zelfs zeewater – die direct op de gasstroom wordt gespoten of wordt samengevoegd om de stroom te ontvangen. Spray-dry scrubbing zet de slurry om in poeder door middel van heet gas. Het ontzwavelingsproces van atmosferische residuen helpt te voorkomen dat giftige deeltjes schade toebrengen aan ecosystemen en de lucht die we inademen.

Adsorptieve ontzwaveling

Adsorptieve ontzwaveling is een innovatieve techniek die de manier waarop we de aanwezigheid van zwavel in gasstromen aanpakken, heeft getransformeerd. Bij Gazpack zijn we er trots op dat we gebruikmaken van geavanceerde technologieën zoals Adsorptieve ontzwaveling om zwavel uit verschillende gassen te verwijderen. Dit proces omvat adsorptiemiddelen zoals zeolieten, actieve kool of metaaloxiden die selectief zwavelverbindingen opvangen, wat resulteert in een gereinigde gasstroom. Belangrijk is dat Adsorptieve ontzwaveling een efficiënter, zuiniger en milieuvriendelijker alternatief biedt voor conventionele ontzwavelingsmethoden, met name bij het omgaan met gasstromen die lage concentraties zwavel bevatten.