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plante el desarrollo del caso practico de oxicombustion
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Caso oxi-combustión
Maria Jose Berdugo Barraza
Universidad Europea Del Atlantico
Ingenieria, prevencion y calidad
Maestria en Gestion Integrada del medio ambienre, calidad y prevencion
Julio de 2021
Cuestionamientos
aquellas etapas que suponen un gasto energético externo.
diferencias se observan en ambos procesos? ¿Cuáles serían las consecuencias sobre
la salud y el entorno como resultado de dichas emisiones?
rendimiento sea de tan sólo el 21% en comparación con el de una central térmica
convencional, que maneja rendimientos del 35% ¿A qué cree que puede deberse
este hecho? ¿Cree que sería complicado acoplar este sistema a instalaciones ya
existentes?
Existen otras dos propuestas principalmente para la captura de CO 2
como la post- combustión y la pre-combustión. Haga una breve descripción de cada una
de ellas y señale
las diferencias con la oxi-combustión. ¿Qué aplicaciones podría tener el
CO 2 comprimido?
tener futuro con el
actual coste de producción de CO 2
? ¿Qué medidas podrían
adoptarse a nivel gubernamental, técnico, etc. para incentivar esta tecnología?
Oxi-combustión
Figura 1. Esquema tipo de una oxi-combustión.
Donde:
W: Trabajo
Q: Calor
El proceso de oxi-combustión consiste en utilizar el oxígeno en grandes cantidades
para obtener unos gases con altas concentraciones de 𝐶𝑂 2
, como podemos observar en la
figura 1. La combustión se realiza con aire, generando trabajo en la separación entre el
oxigeno 𝑂 2
, nitrógeno 𝑁
2
y 𝐶𝑂
2
dióxido de carbono. Con la salida de trabajo y calor se
La combustión tradicional se encarga de quemar un oxidante que en la figura 3. Se
puede evidenciar que es el aire compuesto por oxígeno y nitrógeno de 21% a 78%
respectivamente, ejercida por un combustible ( 𝐶 𝑋
𝑌
2
), del cual se liberan humos
compuestos de la siguiente manera: 15% de dióxido de carbono (𝐶𝑂 2
) + 10% de estructura
molecular del agua (𝐻 2
𝑂) + 70% de nitrógeno (𝑁
2
) + 1% de dióxido de nitrógeno (𝑁𝑂
2
entre otros compuestos. Estos humos son tratados para la salida de residuos y
contaminantes que fueron generados durante el proceso, el resultado del tratamiento del
humo será llevado a la chimenea. El objetivo del combustible es liberar calor durante la
combustión.
Los procesos de combustión difieren sobre el uso de combustible que se implemente
y se pueden denominar en combustión completa, es decir, cuando se produce vapor de
agua, dióxido de carbono y energía calórica y si la combustión es incompleta, puede
producir monóxido de carbono.
Los procesos donde se generaron mayor gasto energético se ubican:
Figura 3. Procesos que generaron mayor gasto energético en una combustión tradicional.
combustión con
oxigeno y nitrogeno
combustion
tratamientos de humo
chimenea
Diferencia Entre La Combustión Tradicional Y La Oxicombustión.
La diferencia que se puede determinar entre los dos métodos de combustión se
radica en el tratamiento del combustible o comburente según sea el caso (Morales Mercado,
En el proceso de
combustión
tradicional los
humos como: el
dióxido de
carbono, el agua,
nitrógeno y el
dióxido de
nitrógeno son
sometidos al
proceso de
tratamiento de
humos que
generan cantidades
de residuos y
contaminantes
como:
En el proceso de
oxi-combustión
se emplea altas
concentraciones
de oxigeno puro
al 95% y el
dióxido de
carbono que es
comprimido y
recirculado en el
sistema.
(𝐶𝑂 ) Monóxido
de carbono
N/A En altas concentraciones
y tiempos prolongados
pueden provocar la
transformación de la
hemoglobina, que es la
molécula encargada de
transportar el oxígeno
desde los pulmones hasta
las células del organismo.
es un gas que se
produce por la
combustión incompleta
de combustibles fósiles
y el GLP, la que se
puede originar por:
zonas frías dentro del
hogar, bajo exceso de
aire o mala distribución
de aire en el hogar. las
emisiones de CO se
asocian a la generación
de humo visible y hollín
La pregunta establecida nos cita que la planta de oxi-combustión tiene un
rendimiento de 21% en comparación con la central térmica convencional que maneja
rendimientos de 35%.
Lourdes Cascón Diaz ( 2 012) señalo que, durante el proceso generado por la
oxicombustión, la planta debe aportar la energía necesaria para poder alimentar las
unidades que capturan y almacenan el (𝐶𝑂
2
) como la separación del aire, cámara de
combustión, condensación y compresor las cuales no son requeridas en la central térmica
convencional.
Se evidencia la carga de Q y W empleados a cada uno de los métodos de
combustión, lo que corresponde a la fuerza energética empleada, es por ello que los
rendimientos de la central térmica convencional son mayores que la de Oxi-combustión.
Acoplar el sistema a instalaciones ya existentes.
Amplios estudios han demostrado que las actuales centrales térmicas
convencionales pueden reconvertirse en centrales de oxicombustión, pues lo esencial es
modificar la planta para garantizar el buen funcionamiento de la Oxi-combustión y del aire,
después de la reconversión. Los cambias a realizar se basan en la unidad de caldera, donde
puede funcionar la cantidad de concentración de oxígeno requerido por la caldera y limitar
el control de aire, el compresor, captura del (𝐶𝑂 2
), transporte y por último almacenamiento
(Carrasco, 2011). Una de las ventajas principales de adaptar un sistema convencional al
oxi-combustible es la flexibilidad de operar en los dos métodos (combustión aire y
oxigeno).
La figura 4. Es un ejemplo visible de cómo puede efectuarse una modificación de
las centrales terminas convencionales en oxi-combustión.
Figura 4. Conversión de una planta térmica convencional en Oxi-combustión.
𝟐
Durante el proceso de combustión se generan varias cantidades de gases con
diferentes concentraciones, lo que imposibilita el almacenamiento ya que requiere de altos
conste en energía y transporte de (𝐶𝑂
2
Actualmente, las vías más desarrolladas para la captura de CO2 son tres: captura
posterior a la combustión o de post-combustión, captura previa a la combustión o de pre-
combustión y captura en la combustión sin N2 u oxicombustión.
Post- combustión
La postcombustión captura el (𝐶𝑂
2
) para separarlo del resto de los componentes
con aire, en donde se abarca la absorción y adsorción hasta las membranas a bajas presiones
𝟐
Aplicaciones Descripción
Producción de cerveza El agua carbonata es agua con 𝐶𝑂
2
y de la
fermentación de este.
Sintetizar Aspirinas la combinación del fenóxido de sodio con
2
a presiones elevadas da como resultado la
Aspirina.
Fabricación de
combustible
Se utiliza la bacteria para producir combustible
a partir del 𝐶𝑂
2
Conservación de la leche A la leche cruda se le agrega 𝐶𝑂
2
para
conservación durante otros procesos
productivos.
Extintores El 𝐶𝑂
2
es utilizado en este campo por ser un
elemento no combustible.
Industria de la
refrigeración
Se emplea el 𝐶𝑂
2
en máquinas frigoríficas o
congelado como hielo seco.
Uso medico
Tabla 2. Aplicaciones del dióxido de carbono comprimido
𝟐
Los costes de la combustión se deben evaluar por tonelada de 𝐶𝑂
2
y evaluando el
funcionamiento y el rendimiento de la Oxi-combustión, se estima que el coste eléctrico es
sutilmente inferior para este tipo de plantas y por ende es la tecnología que demuestra de
opción mas viable para la captación de 𝐶𝑂 2
. Se puede resaltar que la Oxi-combustión es un
método de tecnología nueva y que en la actualidad se están realizando investigaciones y
estudios que determinen otros métodos de captación de dióxido de carbono con menores
costos a los actuales.
La revista Inter empresa redacto un informe demostrando las avanzadas
investigación sobre la captación de dióxido de carbono y lo económico que este proceso
puede ser para la centrales de vidrio; Actualmente, los hornos tradicionales admiten vidrio
reciclado como principal materia prima, sin embargo, el empleo de electricidad como
principal fuente de energía se limita a hornos para pequeñas producciones de vidrio que
requieren del uso exclusivo de materia prima virgen (arena de sílice, caliza y carbonato de
sodio), pero no material reciclado. Con la nueva tecnología del horno híbrido, se suplirán
estas limitaciones y la industria llegará a producir más de 300 toneladas por día utilizando
principalmente vidrio reciclado. Por cada 10% más de vidrio reciclado en los hornos, hay
una reducción adicional del 5% en emisiones de CO 2
y una reducción del 3% del consumo
de energía.
La inversión (capital y coste operativo) de un horno híbrido en comparación con un
horno tradicional puede llegar a ser hasta 40 millones de euros superior, sobrecoste que
debe ser amortizado durante los 10 años de su vida útil. Esta amortización es posible
gracias al menor coste de la electricidad en comparación con el gas natural
(aproximadamente tres veces mayor por MWh). Ardagh Group, el segundo mayor
fabricante de envases de vidrio del mundo, se ha ofrecido de forma voluntaria para
construir el horno en Alemania en 2022 y se estima que arranque en el 2023. (Interempresa,
Es lo que ha señalado Michel Giannuzzi, presidente de feve (federación europea
de envases de vidrio).
Bibliografía
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v2_Captura%20de%20CO2%20en%20la%20combusti%C3%B3n%20de%20carb%
C3%B3n%20con%20transportadores%20s%C3%B3lidos%20de%20ox%C3%ADg
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Dióxido de carbono. (2021, 25 de julio). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de
consulta: 01:22, julio 26, 2021
desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Di%C3%B3xido_de_carbono&old
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