Cómo garantizar la calidad del gas de dióxido de carbono y la eficiencia del proceso
En los últimos años ha crecido el interés por la Captura y Almacenamiento de Carbono (CAC) como herramienta potencial en la lucha contra el cambio climático. El proceso funciona de la siguiente manera:
1. El dióxido de carbono (CO2) se extrae de la generación de energía y de los procesos industriales.
2. El gas se comprime antes de ser inyectado de nuevo en yacimientos subterráneos de petróleo y gas en desuso.
3. Así se puede reducir la cantidad de CO2 que llega a la atmósfera.
La CAC ya se utiliza ampliamente como medio para extraer las últimas reservas de petróleo y gas comercialmente viables de yacimientos agotados. Dado que los combustibles fósiles están siendo sustituidos rápidamente por fuentes de energía renovables, la atención se centra ahora en poner en marcha proyectos de CAC lo antes posible.
Según la Autoridad Internacional de la Energía, hay entre 8.000 y 55.000 Gt de capacidad subterránea de almacenamiento de CO2; utilizada junto con otras tecnologías de reducción del carbono, será suficiente para permitirnos cumplir nuestros objetivos globales de emisión neta cero.
Los dos aspectos de la captura de carbono
La CAC es sólo una parte de la historia. Igualmente importante -y quizá de mayor valor comercial- es la Captura y Utilización del Carbono (CCU). Esta técnica consiste en la extracción de CO2, en origen, de centrales eléctricas de carbón o gas, fábricas químicas, de cemento o acero, o instalaciones de energía de biomasa. Una vez procesado el CO2 para producir gas de la calidad adecuada, puede utilizarse como materia prima para una serie de productos, entre ellos:
Sin embargo, en muchas Aplicaciones, el proceso de extracción, purificación y reutilización del CO2 consume cantidades considerables de energía, por lo que el uso de energías renovables es un aspecto clave de un proceso de CCU viable. En otros ámbitos, sobre todo en la producción de materiales de construcción, donde el CO2 se combina con minerales ricos en calcio para crear carbonato cálcico que se utiliza como árido o en la fabricación de cemento, gran parte del proceso es exotérmico y requiere niveles relativamente bajos de energía externa.
Otra consideración a tener en cuenta es que muchos de los productos fabricados con el CO2 recuperado volverán a liberar el gas a la atmósfera al final de su vida útil, al descomponerse o quemarse. Idealmente, el gas se recaptura y se procesa de nuevo para crear un ciclo de circuito cerrado. En la práctica, por supuesto, esto puede no suceder, por lo que este factor debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar el valor de un proyecto de CCU. Por el contrario, productos como el hormigón y los plásticos carbonatados, o los aditivos de carbono para nanotubos y grafeno, pueden no liberar CO2 si lo convierten en otra sustancia química durante su fabricación.
La calidad del gas es fundamental para el éxito de la implantación de la CCU
El CCU presenta un potencial considerable; sin embargo, el éxito depende de la eficiencia con la que pueda extraerse y procesarse el CO2 para producir gas de la calidad adecuada para su uso como materia prima. Idealmente, el CO2 debería capturarse y utilizarse en la misma instalación. En muchos casos, sin embargo, esto será poco práctico, ya que será necesario comprimir el gas y transportarlo a través de una red de distribución de gasoductos.
Inevitablemente, el CO2 capturado de la generación de energía o de procesos industriales contiene impurezas. Es necesario eliminarlas, reducir su concentración o tratarlas de otro modo antes de poder utilizar el gas. Además, el proceso de distribución puede introducir contaminantes a través de fugas en las tuberías, por ejemplo. Por tanto, el tratamiento del gas será necesario tanto en la fase de extracción y compresión inicial como en el punto de uso.
La naturaleza y concentración de las impurezas varía de un proceso a otro y puede incluir azufre, nitrógeno y oxígeno, así como sustancias químicas que pueden arrastrarse de los sistemas utilizados para separar el CO2 de los gases de combustión o industriales. Común en todo será la necesidad de eliminar la humedad enfriando y deshidratando el CO2.
Medición y eliminación de la humedad
La presencia de humedad en forma de vapor o líquido en el CO2 puede crear una serie de problemas de calidad, eficacia y seguridad. El problema más obvio es la corrosión de las superficies de las tuberías de acero y los equipos de distribución, con el consiguiente riesgo de fugas y daños en los compresores utilizados para presurizar el gas. Otros problemas incluyen el riesgo de reacción entre el vapor de agua y el CO2, u otras impurezas como el sulfuro de hidrógeno, para formar ácidos agresivos como el ácido sulfúrico carbónico; de nuevo, éstos atacarán y degradarán las superficies metálicas y las juntas de goma o plástico de las tuberías y otros equipos.
Controlar la presencia de humedad requiere instrumentos especializados de detección y análisis. Éstos deben ser extremadamente fiables, precisos y capaces de proporcionar lecturas constantes a lo largo del tiempo. Estos instrumentos también deben cumplir las normas de calidad y seguridad adecuadas y estar respaldados por un fabricante con experiencia y conocimientos en la medición de la humedad en aplicaciones de procesos industriales exigentes.
Dos instrumentos que cumplen estos criterios son nuestros QMA601 y QMA401 analizadores de humedad de cristal de cuarzo, que ofrecen una respuesta rápida a los cambios de humedad del proceso, con funciones integradas y automáticas para garantizar la precisión a largo plazo y una calibración original de fábrica trazable a normas nacionales. Como cabe esperar de uno de los principales fabricantes de sensores e instrumentación del mundo, estos analizadores de humedad están respaldados por una amplia gama de servicios de asistencia técnica.
Con 50 años de experiencia en el desarrollo de instrumentos de precisión innovadores, somos los expertos en aplicaciones de medición de humedad para todas las aplicaciones de captura y almacenamiento de carbono. Si desea analizar sus necesidades, póngase en contacto con nuestro equipo hoy mismo.
Empresas como Tata Chemicals ya comercializan la captura y utilización de carbono. La empresa ha inaugurado la que se cree que es una de las primeras instalaciones de CCU a escala industrial de Europa. Está diseñada para capturar 40.000 toneladas métricas de dióxido de carbono al año procedentes de una planta de cogeneración in situ.
Una vez capturado el CO2 con tecnología avanzada de aminas, se lava para eliminar los restos de aminas, se comprime, se enfría y se deshidrata para eliminar cualquier rastro de humedad. A continuación, se puede utilizar como materia prima para la fabricación de bicarbonato sódico de calidad alimentaria y farmacéutica.
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