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Un siloxano es cualquier compuesto
químico formado por unidades en la forma R2SiO (R =
grupo H o HC). Las siliconas son macromoléculas que contienen un
elemento estructural de polímero de átomos de silicona y
oxígeno alternados con grupos laterales orgánicos, como metilo,
fenilo o vinilo, combinados con la silicona. La palabra siloxano se
deriva de las palabras silicona, oxígeno y alcano. Los siloxanos
son compuestos líquidos volátiles, y tienden a ser bastante
persistentes en sus entornos.
Si el gas se utiliza en motores de explosión los
siloxanos causan problemas de abrasión por la sílice que se
deposita en las diferentes partes disminuyendo la vida útil del motor.
Los siloxanos tienen un impacto perjudicial en el empleo del biogás como
fuente de energía, ya que durante la combustión del biogás
para su valorización, se genera sílice (SiO2), silicatos (SixOy)
y cuarzo microcristalino provenientes de la oxidación de estos
contaminantes
La eliminación de siloxanos del
biogás es indispensable para garantizar un
rendimiento consistente de la maquinaria que se usa habitualmente, como motores
de combustión, calderas, turbinas de gas, etc. Los depósitos de
óxido de silicio o silicatos pueden provocar que estas máquinas
se desgasten, aparte de generar otros problemas como desequilibrios, fallos,
etc.
El biogás procedente de vertedero contiene uno o
más tipos de siloxanos, dependiendo de la materia prima orgánica
que se utilice para producir biogás en el digestor anaeróbico o
se vierta en el vertedero. Los siloxanos en el biogás son un conjunto de
compuestos poliméricos formados por una cadena principal constituida por
átomos de oxígeno y silicio alternos (Si-O-Si), y grupos
laterales orgánicos (grupos metilo, etilo o fenilo) conectados al
átomo de silicio formando estructuras lineales o cíclicas
Cuando el biogás que contiene siloxanos se quema en
turbinas de gas, calderas o motores de combustión, se adhieren
depósitos de óxido de silicio (SiO2) o silicatos (SixOy) a los cabezales
de los cilindros, pistones, paletas de turbina y superficies del intercambiador
de calor, provocando desgaste, desequilibrios, fallos y otros problemas graves.
En los motores de combustión interna, los depósitos que se adhieren
a pistones y cabezales de cilindro son extremadamente abrasivos, y hasta una
pequeña cantidad es suficiente para reducir la potencia del motor
(10-20 %), doblar la frecuencia de cambio de aceite del motor y provocar
daños al motor que incluso pueden acabar estropeándolo.
Las tecnologías más utilizadas actualmente en
la industria para la eliminación de siloxanos en el biogás se
basan en procesos físico-químicos, como son los procesos de
adsorción, absorción, procesos catalíticos,
filtración por membrana o las técnicas de
condensación/enfriamiento entre otros. Algunas de las tecnologías
de purificación mencionadas pueden alcanzar eficacias de
eliminación muy elevadas (>90%), lo que supone a su vez costes de
inversión y operación relativamente altos para alcanzar dichos
objetivos. Entre estas técnicas de eliminación la más
empleada es la adsorción con adsorbentes sólidos como
carbón activo, gel de sílice, zeolitas, alúmina activada o
adsorbentes poliméricos entre otros, ya que se trata de un método
que no presenta mucha dificultad en su operación y consigue eficacias de
eliminación de siloxanos elevadas.
Los sistemas de limpieza mediante carbón activo
permiten eliminar los siloxanos mediante adsorción, con un filtro de
carbón activo. Se dispondrá de un by-pass en el filtro para poder
realizar la sustitución del material adsorbente cada cierto tiempo de
funcionamiento. Además, se incluyen todas las conducciones de entrada
del biogás a los filtros y las de recogida de los condensados, con la
valvulería y accesorios necesarios.
Equipo de filtración para la
eliminación de siloxanos incluye: filtro de carbón activo, bypass
interno, 2 termómetros metálicos 0-120ºC. Conexión
1/2" para toma de muestras. Carbón activo para el primer llenado.
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