Combustión de gas con captura de CO2 mediante transportadores sólidos de oxígeno basados en CuO

• Autores: Carmen Rosa Forero Amórtegui
• Directores de la Tesis: Pilar Gayán Sanz (dir. tes.), Juan Adanez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2011
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan José Rodríguez Jiménez (presid.), María Teresa Izquierdo Pantoja (secret.), Mª Ujué Alzueta Anía (voc.), Rafael Bilbao Duñabeitia (voc.), Tomás Cordero Alcántara (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Tecnología de la combustión
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
    • Tecnología metalúrgica
      • Cobre
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Digital CSIC
• Resumen

  • La combustión indirecta con transportadores sólidos de oxígeno (Chemical Looping Combustion, CLC) es una tecnología de combustión con separación inherente del CO2 mediante el uso de transportadores sólidos de oxígeno - TOs (óxidos metálicos) en dos lechos fluidizados interconectados, el rector de reducción (RR) y el de oxidación (RO). Estos sólidos transfieren el oxígeno del aire al combustible evitando el contacto directo entre ellos. Este trabajo ha centrado su investigación en el desarrollo y caracterización de transportadores sólidos de oxígeno basados en CuO adecuados al proceso y en demostrar la viabilidad del proceso CLC a nivel de planta piloto cuando se emplea como gas de combustión gas de síntesis o metano. Además se ha analizado el efecto de impurezas en el gas combustible como azufre ó hidrocarburos ligeros. Para la operación del proceso CLC con transportadores de cobre a alta temperatura se desarrollaron diferentes transportadores de oxígeno preparados por impregnación en soportes de alúmina comercial modificada térmica o químicamente. La evaluación de estos transportadores se llevó a cabo en una planta piloto de dos lechos fluidizados interconectados de 500 Wt. Los resultados obtenidos mostraron que los transportadores sólidos de oxígeno basados en CuO son adecuados para un proceso CLC de combustión de gas de síntesis o metano y que además la presencia de impurezas como hidrocarburos ligeros o azufre en el gas no afecta de forma importante al proceso. El transportador de oxígeno basado en CuO y preparado con gamma-Al2O3, modificada químicamente mediante la adición de una pequeña cantidad de NiO, es adecuado para operar en un sistema CLC a altas temperaturas (TRR=900 oC, TRO=950 oC) sin presentar problemas de aglomeración y/o atrición. Además, los residuos sólidos generados en un proceso CLC con transportadores sólidos de oxígeno basados en CuO no presentan problemas en su disposición final, ya que pueden clasificarse como desechos peligrosos estables no reactivos que pueden ser admitidos en vertederos para residuos no peligrosos. Adicionalmente, se desarrolló un proceso para la recuperación y reutilización del CuO contenido en estos residuos.