Estado actual del proceso de combustión con transportadores sólidos de oxígeno

• Luis F. de Diego ^[1]
  1. [1] Instituto de Carboquímica

     Instituto de Carboquímica

     Zaragoza, España

     
• Localización: Boletín del Grupo Español del Carbón, ISSN-e 2172-6094, Nº. 35, 2015, págs. 21-25
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Current status of Chemical Looping Combustion process
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• Resumen
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    Actualmente existen tecnologías que permiten la captura de CO2 en centrales de producción de energía, pero éstas consumen gran cantidad de energía, bien en el proceso de separación del CO2 o en el de producción de oxígeno. Por ello, se están desarrollando nuevas tecnologías que permitan la captura de CO2 con bajas penalizaciones energéticas. Entre éstas, la tecnología de combustión con transportadores sólidos de oxígeno (conocida por su nombre en inglés como “Chemical-Looping Combustion”, CLC) presenta un gran potencial, ya que la separación del CO2 es inherente al propio proceso de combustión.

    El proceso CLC está basado en la transferencia de oxígeno del aire al combustible por medio de un transportador de oxígeno en forma de óxido metálico que circula entre dos reactores interconectados entresí y no poniéndose en contacto en ningún momento el combustible con el aire. Una pieza clave del proceso es el transportador de oxígeno, el cual está formado por un óxido metálico y un inerte que actua como soporte. Entre los metales existentes, los que pueden ser utilizados como transportadores de oxígeno son Ni, Cu, Fe, Co y Mn, y además el Ca en mediante la reacción CaS/CaSO4. Cada uno de ellos presenta diferentes características y por lo tanto diferentes ventajas e inconvenientes.

    Hasta el momento, los transportadores sólidos de oxígeno se han utilizado principamente en plantas pequeñas (de hasta 140 kWt) y con combustibles gaseosos, siendo el reto principal con estos combustibles su escalado a plantas de mayor potencia. Además, en los útimos años ha tomado un gran auge su uso con combustibles sólidos, siendo este el gran reto de esta tecnología.

  • English

    oday there are technologies that allow CO2 capture in power plants, but these technologies consume an important amount of energy due to the need of CO2 or O2 separation of the other gases. For this reason, new technologies for CO2 capture with low energy penalty are under developing. Among them, Chemical-Looping Combustion (CLC) process is suggested among the best alternatives to reduce the economic cost of CO2 capture because CO2 separation is inherent to the process.

    CLC involves the use of an oxygen carrier (OC), which transfers oxygen from air to the fuel avoiding the direct contact between them. CLC system is made of two interconnected reactors, designated as air and fuel reactors. A key issue for the CLC technology development is the selection of an OC which is formed by an active metal oxide and inert that acts as support. Ni-, Cu-, Fe-, Co- and Mn-based OCs supported on different inert materials, in addition to CaS/CaSO4 transformation, have been studied to be used in a CLC process. Each material has different characteristics, and so, different advantages and disadvantages.

    Until now, most of the OCs have been used in small installations (up to 140 kWth) and with gaseous fuels, being the main objective with these fuels the scaling up of the technology to a higher power. Moreover, the use of the CLC with solid fuels has recently gained a great interest, being this aspect the main challenge of this technolgy.