Combustión con transportadores de oxígeno (“Chemical Looping Combustion”). Una alternativa a los procesos de captura de CO2 post-combustión.

La necesidad de reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera es una evidencia conocida por todos, debido a la contribución de este gas sobre el efecto invernadero y las consecuencias que esto tiene sobre el cambio climático. Las emisiones de dióxido de carbono antropogénico han elevado su concentración desde aproximadamente un valor constante de 300 ppm antes de la revolución industrial (~1850) hasta aproximadamente 390 ppm en el año 2000, existiendo una correlación directa entre dichas emisiones y el aumento de la temperatura observado en los últimos años.

[Autora: Rosalía Rodríguez - Universidad Rey Juan Carlos]

Para llevar a cabo dicha reducción se han desarrollado numerosas tecnologías que pasan por la captura y el almacenamiento del CO2 así como por diversos procesos de revalorización directa del CO2.

La combustión con transportadores sólidos de oxígeno (“Chemical Looping Combustion”(CLC)) surge como una alternativa a la combustión convencional con separación posterior del CO2 (captura en post-combustión). Así, en la CLC, la separación del CO2 se produce inherente al propio proceso de combustión, es decir, sin necesidad de una etapa posterior de separación del CO2 de la corriente de gases de combustión obtenida. Esto supone una gran ventaja económica, pues dicha etapa de separación es la etapa de mayor consumo energético y económico de todo el proceso de captura de CO2. Como consecuencia de este elevado coste, la puesta en marcha de la captura post-combustión se encuentra muy limitada con las tecnologías actuales.

La CLC se basa en la utilización de un óxido metálico como transportador de oxígeno del aire al combustible. Esto se realiza en dos etapas que se llevan a cabo en dos reactores de lecho fluidizado. En la primera etapa (reactor de reducción), el combustible gaseoso (CH4, CO+H2) se oxida a CO2 y H2O mientras que el óxido metálico se reduce a metal u otro óxido de menor valencia. Las reacciones que pueden tener lugar son las siguientes:

                        4MeO + CH4 → 4Me + 2H2O + CO2

                        MeO + CO + H2 → Me + CO2 + H2O

En un segundo reactor (reactor de oxidación), se regenera el óxido metálico con aire según la reacción que se presenta a continuación, pudiendo utilizarse otra vez el óxido en la primera etapa.

                        Me + ½ O2 → MeO

De este proceso en dos etapas se obtiene una mezcla de gases a la salida del reactor de reducción que está formada por CO2 y H2O con un elevado grado de pureza ya que no aparece diluido con N2. Por lo tanto su principal ventaja radica en que no requiere ningún proceso posterior de separación.

Los óxidos metálicos más utilizados en este tipo de sistemas son los óxidos de Fe, Co, Ni, Mn y Cu. Estos óxidos metálicos se utilizan combinados con sólidos inertes que actúan como soporte de dicho óxido.

En el desarrollo de esta tecnología ha estado implicado el CSIC en diversos proyectos europeos.

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