Captura de CO2 mediante transportadores sólidos de oxígeno

CO2 capture by chemical looping combustion

La evaluación de transportadores de oxígeno (TO), basados en CuO y NiO sobre Al₂O₃ y preparados por impregnación, se llevó a cabo en una planta piloto de dos lechos fluidizados interconectados de 500 Wte, donde se utilizaron tanto metano como gas de síntesis como gas combustible. Además, se estudió el efecto de diferentes impurezas presentes en el gas combustible como azufre o hidrocarburos ligeros en la eficacia de combustión del proceso y en el comportamiento de los TO. Los resultados obtenidos mostraron que ambos TO son adecuados para la captura de CO₂ mediante transportadores sólidos de oxígeno en el proceso de combustión de metano, gas de síntesis o metano con impurezas como hidrocarburos ligeros o azufre en el gas.

INTRODUCCIÓN

La captura y el almacenamiento de CO₂ (CAC) constituyen un proceso que involucra la separación del CO₂ emitido por la industria y fuentes relacionadas con la energía, su transporte a un lugar de almacenamiento y su aislamiento de la atmósfera a largo plazo. Este proceso de CAC se está convirtiendo en una de las opciones de mitigación del cambio climático, en lo que se refiere a la estabilización de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero. La combustión indirecta con transportadores sólidos de oxígeno está considerada como una alternativa eficiente energéticamente para la captura CO₂, ya que es una tecnología con separación inherente del CO₂ (1). Los transportadores de oxígeno (TO) transfieren el oxígeno del aire al combustible evitando el contacto directo entre ellos. El proceso se lleva a cabo en dos reactores interconectados, uno de reducción y otro de oxidación, entre los cuales circula el sólido de manera cíclica. En el reactor de reducción se produce la reacción del gas combustible con el óxido metálico [ecuación 1] produciendo CO₂ y H₂O. Tras la condensación del H₂O, se genera una corriente pura de CO₂, no siendo necesaria una energía adicional para la separación del CO₂ de los humos de combustión, como sucede en el proceso convencional.

(2n + m)M_yO_x(s) + C_nH_2m(g) ➔

(2n + m)M_yO_x-1(s) + mH₂O_(g) + nCO_2(g)          [1]

En el reactor de oxidación se produce la regeneración del óxido metálico con aire mediante la ecuación [2].

(2n + m)M_yO_x-1(s) + (n + 1/2m)O_2(g) ➔

(2n + m)M_yO_x(s)      [2]