Utilizaciones Del CO2 (50)

Utilizaciones del CO2

Dr. Elías Rodríguez

SETTE-QuímicaJunio 2012

¿Que sucede con el CO2? El problema del CO2

Emisiones de carbono anual por región

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Proyección de las concentraciones de CO2 enfunción del tiempo

Generación Térmica. SETTE-Química

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Diagrama esquemático de los posibles sistemas de CAC. En él se indican las fuentes para las que la CAC podría ser deutilidad, así como las opciones de transporte y almacenamiento del CO2 (por gentileza del CO2CRC).


Configuración de los sistemas de captura

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CAPTURA DE CO2. Problemática

• Todas las tecnologías están en fase de demostración.

• En todos los casos se trata de producir una corriente concentrada de

CO2 que pueda transportarse fácilmente a un lugar de almacenamiento

seguro.

• Disminución del rendimiento neto, 7 a 9 puntos en el caso de las aminas

y siendo potencialmente algo menor con amoniaco.

• Necesidad de purificación de los gases antes de la separación del CO2.

• Grandes volúmenes de equipos y altos costes

• En general, las dificultades actuales estriban en los saltos de escala

necesarios, así como en la confirmación de la idoneidad de ciertas fases

de los procesos.

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Proyectos de Iberdrola Generaciónrelacionados con el CO2

1. Nuevas utilizaciones industriales sostenibles del CO2.

2. Proyecto Mejillón cebra.

3. Utilización de microalgas para la eliminación de

nutrientes de aguas residuales y producción de

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nutrientes de aguas residuales y producción de

biocombustibles.

4. Aplicaciones de CO2 en efluentes.

5. Proyecto CO2 ALGAEFIX.

6. Proyecto C-CO2-M (en preparación)

Nuevas utilizacionesNuevas utilizaciones

industriales sosteniblesindustriales sostenibles

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industriales sosteniblesindustriales sostenibles

del CO2del CO2

CEN-20081027

Liderado por:

:única empresa del sector eléctricoparticipante en el proyecto

Otras empresas:

ABENGOA BIOENERGÍAAMPHOS XXI ConsultingARETECH SORBENTSBIOETANOL GALICIABIOGAS FUEL CELLGUASCOR INGENIERÍAINDOX ROS ROCAINABENSA

INGENIERÍA Y DISEÑOEUROPEOINTERLAB INGENIERÍALINPAC PLASTIC PRAVIANUTRECOREPSOL-YPFAGUAS DE BARCELONACTMMATGAS 2000INABENSA


http://www.iberdrola.es/wcorp/corporativa/iberdrola?IDPAG=ESINICIO&codCache=12022349944916198

http://www.interlab.es/

Organismos de investigación

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Objetivo principal del proyecto:

Desarrollar tecnologías de uso del CO2 complementarias a lastecnologías de captura de CO2, como alternativa al confinamientogeológico, priorizando la combinación captura-usos, así como el“uso a gran escala”.

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Objetivos técnicos específicos

I+D+i de los siguientes sectores: paquetes de trabajo.

Captura-transporte:

nuevos materiales adsorbentes /absorbentes

Transformación:

Biomimética: algas -> biofuel, otros productos

I+D+i de los siguientes sectores: paquetes de trabajo.

Captura-transporte:

nuevos materiales adsorbentes /absorbentes

Transformación:


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Fotoreducción: generación H2, usos

Aprovechamiento CO2:

Alimentación

Aguas residuales

Tratamiento residuos/geoquímica

Materiales-SCF: polímeros, nanotecnología, otros


Fotoreducción: generación H2, usos

Aprovechamiento CO2:

Alimentación

Aguas residuales

Tratamiento residuos/geoquímica

Materiales-SCF: polímeros, nanotecnología, otros

OBJETIVOS CONCRETOS DE IBERDROLA

Solución problemas acidificación sistemas agua de circulación,

(eliminación del ácido sulfúrico).

Solución problemas macrofouling en circuitos de

OBJETIVOS CONCRETOS DE IBERDROLA

Solución problemas acidificación sistemas agua de circulación,

(eliminación del ácido sulfúrico).

Solución problemas macrofouling en circuitos de

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refrigeración con agua de mar.

Eliminación de los tratamientos con NaClO.

Valorización de las emisiones de CO2, aplicación en

invernaderos.

refrigeración con agua de mar.

Eliminación de los tratamientos con NaClO.

Valorización de las emisiones de CO2, aplicación en

invernaderos.

Investigar la utilización del CO2 de los gases de combustión de

las centrales térmicas y su efecto en la horticultura.

• Valoración de los gases de combustión procedentes de centrales deciclo combinado para su uso en horticultura con resultados muypositivos.

• Desarrollo de los algoritmos de ventilación y calefacción deinvernaderos.

• Elaboración del Manual del aplicador de CO2 en cultivos hortícolas.

Resultados CENIT SOST-CO2

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Acidificación de efluentes de agua dulce procedentes de

circuitos de refrigeración de plantas eléctricas. (CTCC Castejón)

Determinación de la concentración de CO2 a aportar en función de las

diferentes matrices acuosas.

8,5

Mezcla gas laboratorio10

11S1

S2S3


5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

0 100 200 300 400 500

pH

mCO2 aportada (mg)

Mezcla gas laboratorio

100% CO2

5

6

7

8

9

0 200 400 600 800

m CO2 (mg)

pH

S4

S1: agua destilada basificada. S2: agua de río. S3:agua de río suplementada con biocida yantiincrustante. S4: agua de mar.


Nuevos diseños para la dosificación del CO2 en aguas


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Se han determinado lascondiciones del agua del mar

Estudio de las condiciones adecuadas para evitar eldesarrollo del macrofouling en sistemas de refrigeración deagua de mar. (CTCC Castellón).

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condiciones del agua del marnecesarias para el control delmacrofouling.

Se han determinado lascantidades de CO2 paraobtener los efectos necesarios.

INVESTIGACIÓN DEL CICLO VITAL DELINVESTIGACIÓN DEL CICLO VITAL DELMEJILLÓN CEBRA Y DESARROLLO DE UNAMEJILLÓN CEBRA Y DESARROLLO DE UNA

METODOLOGÍA DE PREVENCIÓN Y CONTROLMETODOLOGÍA DE PREVENCIÓN Y CONTROLEN CENTRALES DE GENERACIÓN ELÉCTRICAEN CENTRALES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA

(MEJILLON CEBRA)(MEJILLON CEBRA)


Proyecto desarrollado en el marco del convenio con laProyecto desarrollado en el marco del convenio con laUniversidad de Salamanca a través de la CátedraUniversidad de Salamanca a través de la CátedraIberdrola.Iberdrola.

Objetivo:Objetivo:Desarrollar unaDesarrollar una metodología completametodología completa que incluya procedimientos deque incluya procedimientos dedetección temprana,detección temprana, así como actuaciones deasí como actuaciones de carácter preventivo,carácter preventivo,realizando elrealizando el control larvario con CO2.control larvario con CO2.

Proyecto Mejillón cebra

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realizando elrealizando el control larvario con CO2.control larvario con CO2.



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Cestillos con adultos incubando larvas .


22

Cestillos con adultos incubando larvas .


Utilización de microalgas para la eliminación denutrientes de aguas residuales y producción de

biocombustibles.

Arcos de la Frontera


Proyecto desarrollado por: GRUPO DE INVESTIGACIÓN DEGRUPO DE INVESTIGACIÓN DETECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE (GRUPO PAI: TEP 181).TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE (GRUPO PAI: TEP 181).

Universidad de CádizUniversidad de Cádiz

IBERDROLA actúa como EPO (Ente Promotor Observador)y suministrador de CO2 (gases de combustión).


Aplicación de CO2 en efluentes



C.T. Velilla:

Utilización de CO2 para acidificación deefluentes de la FGD.

Sustitución del HCl por CO2 para controldel pH en la planta de efluentes de ladesulfuración.

CC Santurce:

Utilización de CO2 para eliminacióndel H2SO4 en la PTE.

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CN Cofrentes: Control de pH en circuitos de refrigeración contorres mediante inyección de CO2.

Sustitución parcial, del ácidosulfúrico por anhídrido


sulfúrico por anhídridocarbónico para disminuir laconcentración de sulfatos en elvertido.


Ventajas:

1. Mejores condiciones de trabajo. Se eliminan riesgos dequemaduras, vapores tóxicos y otras lesiones por el manejo de ácidosminerales.

2. Neutralización segura. Se evitan riesgos de sobre-acidificación conácidos fuertes.


3. Inversión inicial baja. Equipos simples, seguros y de pequeñasdimensiones.

4. Proceso automatizado. La automatización evita el manejo deproductos ácidos corrosivos por la planta. El control de pH esautomático.

5. Economía. ?


Proyecto CO2 ALGAEFIX

PLANTA DEMOSTRACIÓNArcos de la Frontera



Objetivo:Demostración de las tecnologías de fijación de CO2 mediante elcultivo de microalgas y aprovechamiento de la biomasa obtenida.

30

•Fijación de CO2 estimada: ~ 200 t/año•Producción de biomasa: 100 t/año


31



32



33Generación Térmica. SETTE-Química


34


TIMETABLE

Project CO2 ALGAEFIX

35


1.1 OBJETIVO FINAL DEL PROYECTO

Proyecto:

Castellón CO2-Macrofouling.

(C-CO2-M)

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Desarrollo de un proceso para la aplicación del CO2 procedente de

los gases de combustión, en la prevención y control del

macrofouling, en los circuitos de refrigeración de las centrales térmicas

refrigeradas con agua de mar, en base a la detección temprana de los

estados larvarios, evitando el uso de los derivados del cloro.


El problema del macrofouling

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Antecedentes

Proyecto CENIT:

“Utilizacionessostenibles del CO2”.

SOST-CO2

A6.6 Estudio de las condiciones

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Certificado como proyecto deInnovación (nº 46.007.10-101209-CER-RD.001), por la Agencia deCertificación en InnovaciónEspañola (ACIE)

A6.6 Estudio de las condicionesadecuadas para evitar el desarrollodel macrofouling en sistemas derefrigeración de agua de mar.

Certificado como proyecto deInvestigación y Desarrollo por

AENOR (Nº 068/1050/10)

- CO2

Etapas del proceso

Extracción

1.- Extracción

2.- Concentración

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Extracción

Concentración

Disolución

4.- Almacenamiento

3:- Disolución

Almacenamiento

El problema de la captura de CO2

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Westec Environmental Solutions (WES), LLC

• El absorbedor de WES crea una matriz de

micro-espuma que intensifica drásticamente

la transferencia de masa.

• Esta matriz de transferencia de masa de

micro-espuma proporciona un incremento

notable del área superficial de absorción en

comparación con los absorbedores

convencionales de gas / líquido

WES FROTH Absorber

• El Absorbedor de WES difiere de la

tecnología convencional de absorción en la

utilización absorción en co-corriente, en

lugar de en contra-corriente. Con esto, WES

es capaz de operar a velocidades de gas

muy por encima de las toleradas en los

absorbedores convencionales, sin pérdidas

significativas de disolvente. La eficiencia del

proceso de WES aumenta con el aumento de

la velocidad del gas, una característica única

de WES.

41


WES FROTH Absorber

Mejor tecnología conocida, (en fase de

42


Mejor tecnología conocida, (en fase dedesarrollo).

Tamaño del absorbedor mucho menorque los convencionales.

Cantidad de absorbente. inferior al 50%.

Facilidad para probar distintosabsorbentes.

- Gas comprimido.

- Líquido.

- Sólido.

Almacenamiento temporal

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Disolución del gas en el agua

44


Necesidad de desarrollar/optimizar los sistemasde disolución del gas en el agua.

Cronograma : C-CO2-M.

Año 2012 2013 2014 2015 2016

Ingeniería:

Básica

Detalle

Licencias

Eq. Detec. Autom.

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Eq. Detec. Autom.

WES Absorber

Regen. Concent.

Inyección.

Comunicación

Incidencias,

holgura

Participantes:

IBERDROLA GENERACIÓN

IBERDROLA INGENIERÍA

OX-CTA

NALCO

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NALCO

Westec Environmental Solutions, LLC (WES)

IDESA Ingeniería y Diseño Europeo S.A

CETaqua

Universidad Jaime I (Castellón)

Las estimaciones previas indican que en un CC de 400 MWpodrían utilizarse hasta:

50.000 tn CO2/año

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Recuperación de CO2: 3 - 8 tn/hora.

Se evitarían 750 - 1500 tn/año de NaClO


SanturceSanturce 44400 MW

AltamiraAltamira III y IVIII y IV 1000 MWPasajesPasajes223 MW

CCTT y CC de Iberdrola refrigerados con agua de mar

AltamiraAltamira VV 1000 MW

Explotación de resultados

Escombreras 6Escombreras 6800 MW

Castellón 3Castellón 3800 MW

Castellón 4Castellón 4800 MW

LONGANNETLONGANNET2400 MW

COCKENZIECOCKENZIE1200MW

SHOREHAMSHOREHAM 400MW

Generación Térmica. SETTE-Química48

Se trata de:

- Demostrar la viabilidad de la aplicación de los gasesde combustión para el control del macrofouling,empleando las técnicas mas eficientes para concentrarel CO2.

RESUMEN

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- Desarrollar equipos automáticos de detección de las larvas delmejillón.

- Optimizar los sistemas de difusión/disolución del CO2 en elagua.

- Evitar el uso de derivados clorados y/u otros productosquímicos.


50

Elías Rodrí[email protected]

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