Captura de CO2. Oxicombustion.
La emisin de gases a la atmsfera procedente de la combustin de
combustibles fsiles, principalmente
carbn, puede originar importantes problemas medioambientales. EL
SO2, formado por la oxidacin del
azufre contenido en el combustible, contribuye a la formacin de
la lluvia cida y el CO2 ha sido
reconocido como uno de los principales gases que contribuyen al
efecto invernadero.
El proceso de captura y almacenamiento de CO2, emitido en
grandes cantidades por las plantas de
produccin de energa, es considerado como una de las opciones a
ser investigadas a medio plazo para la
reduccin de las emisiones de CO2 a la atmsfera. En procesos de
combustin convencionales, que
utilizan aire para oxidar, el CO2 se encuentra diluido en N2. La
captura de CO2 en estos procesos de
combustin convencionales es un proceso costoso debido al gran
volumen de gases generado y por tanto
al gran volumen de gases que es necesario tratar. Debido a ello,
se estn investigando otras opciones entre
las que se encuentra el proceso de oxicombustin. En este proceso
el combustible se quema con oxgeno
puro diluido con gas recirculado, produciendo una corriente de
gases a la salida del combustor con
concentraciones elevadas de CO2, de hasta el 95%, y reducindose
apreciablemente el volumen de gases
generados, lo que facilita notablemente la captura del CO2.
Esquema de una planta de carbn pulverizado con tecnologa
oxyfuel.
Hasta ahora el proceso de oxicombustin se est investigando
principalmente para su aplicacin en
calderas de carbn pulverizado. Sin embargo, se piensa que los
combustores de lecho fluidizado (LF),
especialmente los circulantes, son muy apropiados para este
sistema de combustin. Una de las
principales ventajas de los LF es la posibilidad de producir la
desulfuracin de los gases de combustin
en el propio combustor mediante la alimentacin de sorbentes
clcicos. Aunque es bien conocido que la
oxicombustin permite obtener corrientes gaseosas con un alto
contenido en CO2, no se conoce todava
cmo el cambio en las condiciones de combustin, con respecto al
proceso de combustin tradicional,
afecta a las caractersticas generales de combustin como son la
ignicin o el burnout, y a la formacin y
posible reduccin de contaminantes (NO, SO2, CO y aerosoles).
El proceso de retencin de SO2 en LF ha sido muy estudiado, tanto
a presin atmosfrica como a elevadas
presiones, usando aire para quemar. Ahora bien, la retencin de
SO2 por sorbentes clcicos es un proceso
que depende fuertemente de la temperatura del combustor y la
presin parcial de CO2. En el proceso de
oxicombustin la concentracin de CO2 es muy elevada, y por tanto
muy diferente a la de los procesos
que utilizan aire, lo que hace que los procesos que ocurren en
los sorbentes durante la retencin del SO2
(calcinacin y sulfatacin) no estn claros. As, la retencin de SO2
por los sorbentes clcicos se podra
llevar a cabo por sulfatacin directa, calcinacin-sulfatacin
simultneas o sulfatacin de los sorbentes
calcinados. Al tratarse de una tecnologa de captura de CO2
relativamente reciente existen pocos estudios
en la bibliografa sobre el proceso de sulfatacin en lechos
fluidizados circulantes en condiciones de
oxicombustin. En cuanto a la formacion de NOx, aunque el uso de
oxgeno puro limitara la formacin
de emisiones de NO trmico, podra por otro lado resultar en un
aumento global de la emisin de NO
debido a que favorecera la oxidacin del nitrgeno del
combustible. Asimismo, es an desconocido el
efecto que la propia recirculacin de gases, y especialmente del
NO generado, tendra sobre los niveles de
emisin. Por esta razn, las emisiones de NOx pueden variar
considerablemente con respecto a los de los
procesos de combustin tradicionales.
El principal objetivo de esta lnea de investigacin es
profundizar en el estudio de la influencia de las
condiciones de operacin de oxicombustin en la formacin de
emisiones contaminantes en procesos de
combustin (SO2 y NOx) y en cmo stas pueden ser minimizadas.
Adems, se desarrollar un modelo
matemtico de un combustor de LF circulante que suministrar
informacin muy importante de cara al
diseo, optimizacin y escalado de estos combustores desde el
punto de vista de la retencin del SO2
generado en la combustin de carbones en condiciones de
oxicombustin.
Proyectos:
Optimizacin del proceso de retencin de SO2 en la planta de
oxicombustin de lecho fluidizado
circulante de El Bierzo.
Fundacin Ciudad de la Energa (CIUDEN)
Febrero 2009- Enero 2012
Retencin de SO2 con sorbentes clcicos durante la oxicombustin en
lecho fluidizado (OXYRES)
Ministerio de Ciencia e Innovacin. Plan Nacional de I+D+I
(2008-2011) (CTQ2008-05399/PPQ)
1 Enero 2009 - 31 Diciembre 2011
