|
Autor/a
Hernández Narciso, Clàudia Rosa
|
Abstract
Les activitats humanes han augmentat les emissions de diòxid de carboni, cosa que comporta inevitablement un increment, a llarg termini, de la temperatura mitjana de la Terra. Actualment, existeix una gran preocupació pel canvi climàtic i el seu impacte en el món. En el context del desenvolupament sostenible i la producció d’energia neta, on la captació i l’emmagatzematge de carboni (CCS) és àmpliament considerat com a part de la solució, l’absorció química aquosa basada en amina és coneguda com la tecnologia més prometedora per la seva alta eficiència i selectivitat. El 30% en pes de monoetanolamina aquosa (MEA) és l’amina més utilitzada per la seva assequibilitat, la seva alta solubilitat en aigua i la seva ràpida cinètica. No obstant, aquests dissolvents són propensos a la degradació i experimenten reaccions laterals que condueixen a un funcionament i una economia negatives de la planta química.
L’objectiu del present estudi forma part d’un projecte a llarg termini centrat en millorar la comprensió de l’equilibri entre la cinètica i la transferència de massa de MEA en diferents condicions de càrrega de CO2. La primera part es centra en desenvolupar un model robust i rigorós d’absorció química amb MEA, incloent la minimització dels costos d’energia en diverses condicions volumètriques i tèrmiques, però sense tenir en compte els productes de degradació.
El segon objectiu inclou l’addició del producte de degradació predominant 1- (2-Hidroxietil) -2-imidazolidinona (HEIA) en el procés d’absorció química basat en MEA, amb una valoració particular al treball del calderí.
El model del procés d’absorció química amb MEA s’ha realitzat amb la versió 11 d'Aspen Plus.
L’objectiu de la simulació desenvolupada és obtenir una captura de 90% de CO2 amb una puresa del 99% per a un gas d’alimentació determinat, minimitzant així els costos d’energia del procés, especialment pel treball del calderí de la columna de desorció. HEIA s´ha afegit a la modelització utilitzant diverses correlacions per predir propietats termofísiques basades en treballs experimentals anteriors.
S´ha desenvolupat un model amb èxit i s´ha validat amb resultats experimentals i de simulació de una planta industrial i pilot de captura de CO2, incloent-hi les penalitzacions d'energia i del procés. La càrrega de CO2, el cabal del solvent i les dimensions de la columna són les variables clau per a unes condicions de funcionament òptimes per tal de minimitzar el requeriment energètic. En presència de HEIA, el cabal i les dimensions de la columna augmenten per a les condicions de captura de CO2 establertes. Aquest model és rellevant pel disseny de plantes de captura de CO2 a gran escala que han de considerar no només l’efecte de l’HEIA, sinó també en quines condicions és econòmicament factible introduir un control d’alimentació i purga amb una nova corrent de MEA.
|
|
