Qizhong ha completado un segundo suministro anual consecutivo para una empresa europea de ingeniería de biogás: 8 toneladas de carbón activo columnar (extruido) impregnado con KI, envasado en sacos de 25 kg y enviado a Francia. El carbón se utiliza para la eliminación de sulfuro de hidrógeno (H₂S) en las unidades de purificación de biogás del cliente. En la solicitud inicial del cliente, la corriente de biogás presentaba concentraciones de H₂S de hasta 970 ppm y de SO₂ de hasta 4.000 ppm, lo que suponía una tarea de desulfuración muy exigente. Tras comprobar que el primer suministro funcionó según lo previsto, el cliente volvió este año para realizar un nuevo pedido del mismo volumen.
Los requisitos del cliente
El cliente es un ingeniero especializado en productos de biogás que trabaja en unidades de mejora de biogás, y se puso en contacto por primera vez con Qizhong en busca de carbón activado capaz de soportar una elevada carga de H₂S. En su consulta describía un biogás que contenía hasta 970 ppm de H₂S, junto con hasta 4.000 ppm de SO₂.
Las cargas a este nivel son precisamente la razón por la que la desulfuración ocupa un lugar prioritario en cualquier proceso serio de purificación de biogás. El biogás bruto sale del digestor saturado de humedad y contiene H₂S producido por la digestión anaeróbica —normalmente entre decenas de ppm y varios miles de ppm, dependiendo del sustrato—. Al combinarse con el vapor de agua, el H₂S forma ácidos corrosivos que atacan las tuberías, los compresores y los depósitos de almacenamiento. Si el gas se quema en una unidad de cogeneración, el H₂S se convierte en SO₂ y provoca la formación de ácido en el motor y en el sistema de escape; si el gas se transforma en biometano, los compuestos de azufre contaminan los catalizadores y las membranas de transformación, y las normas de inyección a la red solo admiten gas con niveles de H₂S reducidos a valores muy bajos.
Por lo tanto, el cliente necesitaba un medio capaz de reducir de forma fiable el contenido de azufre de un gas hasta niveles seguros y, algo igual de importante para una empresa de ingeniería que ejecuta proyectos, un proveedor que pudiera garantizar ese suministro año tras año.
¿Por qué se utiliza carbón activado impregnado con KI para la eliminación de H₂S?
Qué es el carbono impregnado con KI
El carbón activado impregnado con KI se obtiene a partir de una base de carbón activado extruido de alta calidad —en este caso, un carbón activado de origen carbonífero de estructura columnar con un sistema de poros bien desarrollado (CTC ≥55 %, índice de yodo ≥900 mg/g, dureza ≥95 %). El carbón base se impregna con una cantidad controlada de yoduro de potasio (KI), normalmente entre el 5 % y el 10 % en peso, y se seca para que la sal se distribuya uniformemente por las superficies de los poros.
El mecanismo de extracción
El yoduro de potasio no neutraliza el H₂S, sino que favorece su conversión catalítica. En presencia de la pequeña fracción de oxígeno que se encuentra de forma natural en el biogás —o que se añade deliberadamente—, la superficie impregnada permite que el H₂S se oxide a temperatura ambiente:
H₂S + ½ O₂ → S (azufre elemental) + H₂O
La reacción deposita azufre elemental en el sistema de poros del carbón. Por lo tanto, el lecho de carbón elimina el H₂S convirtiéndolo y almacenándolo: el medio sigue funcionando hasta que su volumen de poros accesible se llena de azufre, razón por la cual los grados debidamente impregnados alcanzan capacidades de penetración de H₂S en el rango de aproximadamente 0,10-0,15 g por cm³ de carbón, varias veces superiores a las del carbón no impregnado de la misma base.
Dado que la vía principal es catalítica, la sal en sí misma no es el consumible principal; la capacidad viene limitada por la obstrucción de los poros y no por el agotamiento del reactivo. Esta es una diferencia clave con respecto a los carbones impregnados con sosa cáustica (KOH o NaOH), que eliminan los gases ácidos mediante la neutralización química del propio impregnante. Los grados con sosa cáustica plantean sus propias consideraciones —liberación de calor al humedecerse, riesgo de corrosión del recipiente y manejo de los medios usados—, mientras que los grados con KI funcionan a temperatura ambiente sin carga alcalina en el recipiente. Para una planta de biogás en funcionamiento continuo, la vía catalítica también tolera una humedad moderada en el gas, que el biogás siempre contiene en cierta medida.
¿Por qué la forma columnar (extruida)?
- Distribución uniforme del relleno de la cama. Los gránulos uniformes de 4 mm se distribuyen de manera homogénea y se asientan de forma predecible, lo que evita la formación de canales por los que el gas pueda eludir el medio filtrante.
- Caída de presión estable. La forma regular y el empaquetamiento abierto entre los gránulos mantienen moderada la diferencia de presión a través del lecho, lo cual es importante para los sistemas de gas que funcionan de forma continua y que están dimensionados con márgenes específicos para el soplador o el compresor.
- Resistencia mecánica. Una dureza ≥95 % limita la generación de polvo durante la carga y el funcionamiento; el polvo presente en un sistema de gas acaba en los compresores y los instrumentos.
- Un recambio previsible. Los pellets se descargan sin problemas al realizar el cambio, lo que permite reducir el tiempo de rotación del buque.
Especificaciones del producto y del pedido
Nota: los valores que figuran a continuación corresponden a las especificaciones generales de este grado.
| Artículo | Detalles |
|---|---|
| Aplicación | Eliminación del H₂S en la purificación del biogás |
| Producto | Carbón activo columnar impregnado con KI |
| Material base | Carbón |
| Forma / diámetro | Gránulo extruido de 4 mm |
| Impregnación con KI | 5–10 % p/p |
| Valor del CTC | ≥55% |
| Índice de yodo | ≥900 mg/g |
| Dureza | ≥95% |
| Contenido en cenizas | ≤10 % |
| Humedad | ≤5% |
| Densidad aparente | 400-550 g/l |
| Capacidad de permeabilidad al H₂S (típica) | ~0,10–0,15 g/cm³ |
| Cantidad | 8 toneladas |
| Embalaje | Sacos de 25 kg |
| Destino | Francia |
Cómo funciona el carbón en una línea de purificación de biogás
En una instalación típica de mejora de biogás, la etapa de desulfuración con carbón activado se sitúa después de la deshidratación del gas y antes de los equipos a los que protege: compresores, unidades de mejora como los sistemas de membrana o de lavado con agua, motores de cogeneración o el punto de inyección a la red. El gas fluye a través de uno o varios recipientes de lecho fijo llenos de carbón; a medida que el gas atraviesa el lecho, el H₂S se transforma y queda retenido, mientras que el gas depurado continúa su recorrido hacia aguas abajo.
El funcionamiento de este soporte es muy sencillo:
- Soporte de oxígeno. La oxidación catalítica requiere una pequeña cantidad de oxígeno; las plantas de biogás suelen garantizar un contenido de O₂ de entre el 1 % y el 2 % aproximadamente en el gas para que la conversión se desarrolle de forma eficiente.
- Seguimiento. El H₂S en la salida se controla mediante un analizador en línea o tubos de detección de gases, y se programa el cambio del lecho cuando el nivel en la salida se aproxima al límite establecido para la instalación, en lugar de esperar a que se produzca una fuga total.
- Planificación de la sustitución. La vida útil del medio filtrante depende de la carga real de H₂S, el caudal de gas, la humedad y la temperatura, por lo que el dimensionamiento de los lechos se basa en el análisis real del gas de la instalación, en lugar de en supuestos genéricos.
- Manejo. El formato de saco de 25 kg especificado por el cliente resulta adecuado para plantas que carecen de equipos de manipulación de productos a granel: los sacos se pueden transportar y verter directamente en el depósito a mano, lo que simplifica la carga en plantas con espacios reducidos y permite realizar rellenos parciales.
Resultado y pedido de repetición
El carbón suministrado en el primer pedido se puso en funcionamiento en las unidades de purificación de biogás del cliente, quien informó de que funcionó correctamente y logró los resultados esperados.
Partiendo de ahí, el cliente realizó un segundo pedido este año: 8 toneladas del mismo carbón columnar impregnado con KI, de nuevo envasado en sacos de 25 kg, con destino a Francia. Para una empresa de ingeniería de biogás, esta es la parte comercialmente relevante del caso: el medio de desulfuración es un consumible recurrente, no una compra puntual. Adquirir el mismo grado del mismo fabricante en cada sustitución permite que el comportamiento del lecho sea predecible: la misma capacidad, la misma caída de presión y el mismo ritmo de sustitución en cada recipiente.
Qué implica este caso para compradores en situaciones similares
Este caso te puede interesar si:
- Una empresa de ingeniería especializada en biogás especificar los medios de desulfuración para proyectos de mejora, especialmente con sustratos con alto contenido en azufre.
- Un operador de una planta de biogás Sustituir los medios de eliminación de H₂S según un programa de mantenimiento y buscar un suministro constante y continuado.
- Un equipo de compras o de abastecimiento comparar los distintos grados de carbono impregnado y necesitar especificaciones claras, documentación del certificado de análisis (COA) y embalaje para la exportación.
Lo que los operadores de biogás similares deberían comprobar antes de realizar un pedido
Para elegir el tamaño adecuado del soporte, ten a mano la siguiente información:
- la concentración de H₂S y el caudal de gas que deben soportar los recipientes;
- el contenido de oxígeno en el gas (o si se puede dosificar el O₂);
- las dimensiones del recipiente y el diámetro de los gránulos que permite el diseño del lecho;
- el límite de H₂S exigido en la salida y el método de control;
- preferencia de embalaje y puerto de destino;
- si es necesario presentar la documentación del certificado de análisis (COA) por lotes antes del envío.
Preguntas frecuentes
¿Cómo elimina el H₂S el carbón activado impregnado con KI?
La impregnación con yoduro de potasio favorece la oxidación catalítica a baja temperatura del H₂S en azufre elemental y agua en presencia de oxígeno. El azufre queda retenido en los poros del carbón, y el lecho sigue funcionando hasta que el volumen de poros accesible se llena de azufre.
¿El biogás necesita oxígeno para que este medio funcione?
Sí, una pequeña cantidad. La conversión catalítica consume oxígeno, por lo que el gas necesita una presencia moderada de O₂ —las plantas suelen mantener un nivel de entre el 1 % y el 2 % aproximadamente— para que el medio alcance su plena capacidad.
¿En qué se diferencia el carbón impregnado con KI del carbón impregnado con KOH o NaOH?
El KI actúa como promotor catalítico: el H₂S se convierte en azufre, que se almacena en los poros, y la sal no se consume de forma significativa. Los grados de KOH/NaOH eliminan los gases ácidos neutralizándolos con el propio impregnante, que se consume en el proceso y plantea consideraciones relacionadas con la liberación de calor y la corrosión. La elección adecuada depende de la composición del gas, la disponibilidad de oxígeno y las preferencias de la planta en cuanto a su manejo.
¿Por qué elegir pellets de 4 mm en lugar de carbón granular para los lechos de biogás?
Los gránulos extruidos se compactan de manera uniforme, mantienen una caída de presión moderada y estable, generan menos polvo y se descargan limpiamente al realizar el cambio. El carbón granular puede ofrecer una cinética más rápida en lechos muy pequeños, pero para los recipientes de purificación que funcionan de forma continua, la forma de gránulo es la opción habitual.
¿Puede Qizhong proporcionar muestras y un certificado de análisis (COA) antes de realizar un pedido al por mayor?
Sí. Se pueden facilitar muestras acompañadas de la documentación técnica correspondiente, de modo que se pueda comprobar la compatibilidad del material con el diseño de su recipiente y el análisis de gases antes de confirmar un pedido en cantidad comercial.
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¿Necesitas carbón activado impregnado con KI para la eliminación de H₂S del biogás?
Envíanos su aplicación y las condiciones del gas —concentración de H₂S, caudal de gas, contenido de oxígeno, diámetro requerido de los gránulos, cantidad, embalaje y puerto de destino— y le recomendaremos un tipo de producto adecuado, le proporcionaremos una muestra con certificado de análisis (COA) y le daremos un presupuesto para su pedido. También puede ponerse en contacto con el equipo de Qizhong a través de nuestra página de contacto para solicitar muestras, certificados de análisis (COA) y presupuestos.