Análisis energético de turbinas de gas con sistema de combustión por transportadores sólidos de oxígeno y alimentadas por gas de síntesis

• JIMÉNEZ ÁLVARO, Ángel ; LÓPEZ PANIAGUA, Ignacio ; GONZÁLEZ FERNÁDEZ, Celina ; RODRÍGUEZ MARTÍN, Javier ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
• Localización: VIII Congreso Nacional de Ingeniería Termodinámica. [Recurso electrónico]: libro de actas / coord. por Eduardo Montero García, 2013, ISBN 978-84-92681-62-4, págs. 661-672
• Idioma: español
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• Resumen

  • El sistema de combustión con transportadores sólidos de oxígeno ó por bucle químico es frecuentemente conocido por sus siglas en inglés CLC (Chemical Looping Combustion). En lugar de plantear una combustión directa, el sistema se compone de dos reactores, uno de aire y el otro de combustible. El combustible, en forma gaseosa, es introducido en el reactor de reducción en el que el interacciona con un transportador de oxígeno, generalmente un óxido metálico. El combustible es oxidado y el óxido metálico se reduce. El transportador de oxígeno reducido se transfiere hacia el reactor de oxidación, donde es oxidado por el aire. Como consecuencia, aire y combustible nunca entran en contacto, por lo que prácticamente el único gas no condensable en los gases de combustión es el CO2. Este sistema de combustión presenta importantes ventajas respecto a la combustión convencional: posibilidad de integrar una captura de CO2 sin penalización energética y una menor destrucción exergética en la tranformación química de combustión dando lugar a una mayor eficiencia energética del proceso, a lo que se suma también la menor formación de NOx debido a la inexistencia de llama en el reactor de oxidación. La mayoría de los esfuerzos han sido dedicados a sistemas que utilizan metano como combustible, si bien se han propuesto también otros sistemas para combustibles alternativos como el metanol. Los objetivos de este trabajo se centran en el estudio de la eficiencia energética de este tipo de sistema de combustión en turbinas de gas para el caso de la utilización de gas de síntesis como combustible y su comparación con un sistema de turbina de gas similar con combustión convencional. El ahorro energético relacionado con la captura de CO2 es también cuantificado. Se analiza la influencia en los resultados de la composición del combustible en un rango de variación típico de gases de síntesis procedentes de la gasificación de carbón y de biomasa. Con ello se pretende contribuir al desarrollo conceptual de sistemas de generación de energía eléctrica de alta eficiencia.