Cinética y capacidad de sulfatación del cao en lechos fluidizados circulantes para la captura de CO2

Abstract

Uno de los principales retos a los que la humanidad se enfrentará en los próximos decenios es la mitigación del cambio climático. El principal causante es el CO2 procedente del uso de combustibles fósiles para la obtención de energía. La captura y el almacenamiento de CO2 sigue siendo una de las principales opciones de mitigación a corto y medio plazo. De entre las tecnologías emergentes de captura de CO2 de grandes fuentes estacionarias, los procesos basados en CaO (Calcium Looping, CaL) para post-combustión han tenido un desarrollo muy rápido en los últimos años. Esto es debido a su potencial para reducir costes y penalizaciones energéticas cuando se les compara con otras tecnologías de captura más maduras. Otra de sus ventajas consiste en la posibilidad de eliminar la etapa de desulfuración al poder capturar simultáneamente SO2 y CO2 en el mismo reactor. Además, en este tipo de procesos, existe una sinergia entre el uso de la purga procedente del calcinador como agente desulfurante en el propio combustor. Durante la investigación descrita en esta Tesis, se ha realizado un estudio cinético de la sulfatación de CaO en las condiciones relevantes de operación de los reactores que conforman un CaL. Para este estudio se ha empleado una termobalanza especialmente diseñada para llevar a cabo los ciclos de calcinación/carbonatación. Además, haciendo uso de una planta piloto experimental para captura de CO2 se han llevado a cabo ensayos de sulfatación simultáneos a la carbonatación y calcinación en continuo, para estudiar la co-captura de SO2 y CO2. Los resultados de estos trabajos se han validado a escala mayor, midiendo en termobalanza las velocidades de reacción y capacidades de sulfatación de un sorbente procedente de una purga de la planta experimental para captura de CO2 de 1.7 MWt localizada en la Pereda. Finalmente, se han interpretado los datos experimentales obtenidos a escala de partícula mediante un modelo general de poro aleatorio (RPM, por sus siglas en inglés).