Oxicombustión

TÉCNICAS DE CAPTURA DE CO2: OXICOMBUSTIÓN

Sara Ruiz Uribe

Resumen

La técnica de Oxicombustió Oxicombustión n ha contribuido contribuido a la eficiencia eficiencia,, flexibilidad flexibilidad y emisiones emisiones de plantas plantas de energía. Más recientemente ha emergido para ser una opción competitiva en la captura de O! en muchos procesos industriales. "n este escrito se explican los pasos para llevar a cabo la técnica de captura y los principales aspectos a tener en cuenta para la instalación de una planta de oxicombustión, sus venta#as y desventa#as.

INTRODUCCIÓN

"n el !$%& se informó 'ue casi && mil millones de toneladas de O! eran emitidas a partir de procesos de combustión, más del doble 'ue se reportó en %()&. La emisión de gases a la atmosfera puede originar grandes problemas medioambientales, el O! ha sido reconocido como uno de los principales causantes del efecto invernadero. "l proceso de captura y almacenamiento de O!, emitido en grandes cantidades por plantas de prod produc ucci ción ón de ener energí gía a es una una gran gran rama rama de inve invest stig igac ació ión n para para estu estudi diar ar y se han han desarrollado diferentes maneras de hacerla, en las 'ue se encuentra la Oxicombustión, en esta se prefiere utili*ar oxígeno puro en ve* de aire para facilitar la captura del O!. "sta técnica es econ económ ómic icam amen ente te comp compet etit itiv iva a y está está list lista a para para demo demost stra raci ción ón y hast hasta a uso uso come comerc rcia ial. l. +esafortunadamen +esafortunadamente te crea una necesidad energética mayor, un costo elevado y una operación más comple#a.

OXICOMBUSTIÓN

La oxicombustión es una técnica de captura de O! 'ue consiste en utili*ar el oxígeno puro para 'uemar el combustible en lugar de utili*ar el aire, 'ue nicamente contiene !$- del oxígeno y mucho nitrógeno. u resultante es un gas mixto compuesto compuesto esencialmente  esencialmente de vapor  de agua y de O !. "l vapor vapor de agua agua pued puede e sepa separar rarse se fácilm fácilmen ente te del del O ! mediant mediante e el enfriamiento y la comprensión del flu#o de gas. in embargo, al re'uerir una separación previa del oxígeno y del aire, este proceso resulta bastante complicado y costoso. /%0 1n combustible se puede 'uemar en aire resultando en una alta concentración de nitrógeno en los gases de combustión, en la oxicombustión la meta es eliminar el nitrógeno de aire para

facilitar la separación del O!. 2ara separar el nitrógeno del aire y tener oxígeno puro 3(45 ((-6 /!0 se pasa por un sistema criogénico, luego el oxígeno se me*cla con el flu#o de combustible antes de ingresar a una caldera, los gases resultantes pasan por un sistema de filtración para eliminar partículas y otros contaminantes, el filtrado continua hacia un condensador para eliminar el agua. "l O! pasa a ser purificado y comprimido en una unidad de procesamiento de gas. Luego el O! puro pasa por una tubería a ser almacenado. omo se muestra en la 7lustración %.

Ilustración 1. Proceso en una planta de oxicombustión.

"l almacenamiento más comn se da en formaciones geológicas, tales como acuíferos salinos. "l O! se inyecta de % a ! 8ilómetros por deba#o de la superficie terrestre. "l gas entra en el espacio poroso de la estructura geológica, este por efectos de vapori*ación empe*ará a ascender hasta 'uedar atrapado por una capa impermeable asegurando así un almacenamiento permanente. on el paso de los a9os, algo del dióxido se disuelve con la solución salina para formar carbonatos sólidos y parte de la formación de roca.  :sí como este gas puede ser almacenado también tiene usos en los 'ue su recuperación puede ser utili*ado, la producción de cerve*a, fabricar combustibles y cultivar algas como fuente de energía renovable, son algunos de los posibles escenarios /&0.

La oxicombustión entonces posee aspectos interesantes para anali*ar, entre ellos se encuentra el importe neto de O! ;evitado< 'ue sube hasta un porcenta#e de ($- /=0, hasta &>$$$$ toneladas de este gas podría ser evitado. /40 in embargo, el gasto de capital alto de la planta de energía de oxicombustión, alrededor de %)4 millones de "uros, sigue siendo una barrera significativa para el desarrollo total de la tecnología en el sector de industrias intensivas en energía. 7gualmente, al tener los sistemas de compresión y separación la planta re'uerirá mayor energía para su desarrollo. "n la ?abla % se pueden ver los costos de una refinería de aceite al a9o y neto, con y sin la planta de oxicombustión. Tabla 1. Costo total para cada configuración de la planta de energía. [6] 

"stos aspectos, de energía y costo son los principales parámetros 'ue se anali*an para tener  en cuenta al oxicombustión. :hora, hay otra seria de venta#as de desventa#as con respecto a dicho sistema. Ventajas •

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Las centrales de oxicombustión pueden efectuar ciclos convencionales de vapor con alta eficiencia y sin la necesidad de eliminar cantidades significativas de vapor del ciclo para la captura de O!. @a#as emisiones de contaminantes convencionales pueden conseguirse en gran medida como resultado fortuito de los procesos de purificación de O!. "l desarrollo de un ciclo 'uímico de combustión con procesos avan*ados críticos de vapor puede resultar en una planta de oxicombustión 3con captura de O!6 'ue tenga mayor eficiencia 'ue plantas eléctricas alimentadas con aire 'ue son construidas hoy 3sin captura de O!6. 7nformación disponible en la actualidad 3con la tecnología disponible en la actualidad6 sobre la oxicombustión con captura de O!, indica 'ue puede tener una ligera venta#a en costos en comparación de las técnicas de captura de pre y post5combustión de O! .

Desventajas •

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Ao es posible el desarrollo de la oxicombustión a subescala en las centrales existentes. 1na planta de oxicombustión re'uerirá un compromiso de toda la planta de energía. 2or  lo tanto, el camino para el desarrollo de estas tecnologías puede ser más costoso 'ue el de cual'uiera de precombustión o captura de postcombustión 'ue se puede desarrollar  en las corrientes de desli*amiento de plantas existentes. La energía asociada a la unidad de separación de aire y a la compresión criogénica del O! en la unidad de purificación, reducirá la producción neta de la planta hasta en un !4- en comparación con una planta con alimentación de aire con la misma capacidad bruta 3sin captura de O!6. Ao hay consenso geológico o reglamentario acerca de la pure*a para la compresión de O!, el transporte y su almacenamiento. "l costo podría ser menor si hay flexibilidad con respecto a la pure*a. Los re'uisitos de espacio y de mantenimiento son significativos para la unidad de separación del aire y para la purificación de O!. /)0

"n Bueensland, :ustralia se lleva a cabo ?he allide Oxyfuel 2ro#ect, en donde se demuestra como la oxicombustión y las tecnologías de captura pueden ser aplicadas a plantas de energía para generar electricidad a partir de carbón con ba#as emisiones. u fase de demostración terminó en Mar*o del !$%4 y se comprueba 'ue la captura y almacenamiento de O! es una opción realista para un futuro energético más limpio. on las exitosas pruebas, de más de dos a9os y a &$ MC de generación eléctrica, se pudo concluir 'ue la tecnología está lista para emplearse a una escala más completa y comercial. />0

CONCLUSIONES on la problemática mundial de emisiones de gases de combustión en un porcenta#e tan elevado se anali*an técnicas a emplear en futuras industrias o en ya existentes. La oxicombustión provee una alternativa viable para la captura de O! en plantas de energía, reduciendo hasta el ($- de emisiones. :un'ue, en un futuro, se pueda implementar la manera de ahorro energético en el sistema, sigue siendo más costoso 'ue plantas alimentadas con aire. :ctualmente ya se podría utili*ar de manera comercial esto y tendría un efecto grande si los países más contaminantes implementaran oxicombustión en plantas de electricidad, refinerías de aceitas y producción de metales y vidrios.

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