Fotovoltaica

Análisis del artículo

“Carbon Capture and Storage- Technollogy Integration Challenge”

Universidad Don Bosco de El Salvador

Alumnos

Jimmy Ronald Kattán Fuentes

Antonio Sandá Mera

Asignatura Profesor Fecha

Fundamentos de ingeniería

Sistemas mecánicos Dr. Eduardo Buenaventura Badía Serra 03 de mayo de 2013

1. INTRODUCCIÓN

En el presente documento se analiza el artículo “Carbon Capture and Storage” de la revista CEP; insignia del “American Institute of Chemical Engineers” –AIChE-.

En el mismo se analizan las posibilidades de la captura y el almacenamiento de carbono –CCS (por sus siglas en inglés)- como uno de los desafíos de integración tecnológica de cara a la primera mitad del siglo XXI.

En un primer lugar se analiza el contexto global en lo que se refiera a la generación de energía a base de combustibles fósiles y los retos que el mismo plantea par las tecnologías CCS. Un segundo apartado aborda los tipos de sistemas utilizados para la generación de energía eléctrica a partir de la combustión. Posteriormente se analizan las posibilidades de captura de CO2 en las plantas de Carbón Pulverizado -PC- y de Gasificación Integrada en Ciclo Combinado -IGCC-; y a continuación se describen las tecnologías existentes para la captura de CO2; para finalizar con los retos tecnológicos en la captura y el camino a seguir en este campo de la captura y el almacenamiento de Carbono.

2. CONTEXTO GLOBAL DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE COMBUSTIBLES FÓSILES

La reducción de las plantas que utilizan combustibles –petróleo, gas y carbón- para la generación de energía, y la implementación de proyectos de generación de energía renovable se plantean como una de las prioridades fundamentales a nivel mundial en la lucha contra el cambio climático y la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero -GEI–, principalmente CO2.

Pero si se tiene en cuenta la proyección de crecimiento de la demanda mundial durante la primera mitad del siglo XXI, el reto de sustituir por completo este tipo de tecnologías, con fuentes renovables parece inalcanzable; ya que no se prevé que se pueda aprovechar en su totalidad, ni con eficiencias mayores, este tipo de alternativas. Es por ello, que otra serie de tecnologías o mecanismos, deben visibilizarse para contribuir a la reducción de las emisiones, puesto que sería un error creer que se van a eliminar por completo las plantas de carbón, gas o petróleo a lo largo de los próximos 40 años; y que no se van a plantear nuevas plantas durante este periodo. Es aquí donde las tecnologías de captura de CO2, adquieren relevancia y se presentan como una de estas alternativas, que posibiliten la reducción de los GEI.

3. SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE UNA REACCIÓN DE COMBUSTIÓN

La transformación de un combustible carbonoso a energía eléctrica se presenta a través de la siguiente fórmula:

Fuel+ O_2→ Energía eléctrica+〖CO〗_2+H_2 O+contaminantes y diluyentes

Se clasifican los sistemas utilizados para la generación de energía eléctrica a través de una reacción de combustión en base al proceso en que el oxígeno se transfiere desde el aire al combustible.

Combustión directa: El combustible se oxida completamente para producir calor en un solo paso. El tipo más común es el de Carbón Pulverizado -PC-.

Gasificación- combustión: La tecnología Gasificación Integrada en Ciclo Combinado -IGCC-, transforma el carbón en gas de síntesis a través de la gasificación. Este gas se oxida completamente e impulsa una turbina de gas, cuyo calor residual se pasa a un sistema de turbina de vapor.

Combustión indirecta: Se realiza a través de la transferencia del O2 del aire de combustión al combustible mediante un portador de oxígeno; de manera que se producen etapas de oxidación y reducción separadas. Se puede aplicar en plantas PC e IGCC.

4. Plantas de Carbón Pulverizado y captura de CO2

Los principales subsistemas para el procesamiento y/o la limpieza de gas en una planta de Carbón Pulverizado con captura de carbono son:

Recuperación de calor

Eliminación de NOX

Eliminación de Materia en Partículas -PM- y Mercurio

Eliminación de SOX

Captura de CO2

Condicionamiento de CO2

Unidad de separación de aire criogénica (cuando se dispara oxígeno puro o aire enriquecido en oxígeno)

Los rangos de temperaturas de operación en las plantas convencionales se encuentran entre los 0 y 800 °C; aunque algunas tecnologías como la criogénica alcanza valores de -200°C; y las combustiones de NOx controladas se encuentran entre los 1200°C- 1600°C.

La mayoría de las plantas de Carbón Pulverizado operan

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