Captura de carbono

Depuración de aminas

La depuración de aminas es un método de captura de carbono basado en disolventes adecuado para industrias con grandes caudales, como centrales de alimentación eléctrica, plantas de procesos químicos o acerías. Cuando se agrupan varias industrias con altas emisiones, los sistemas de depuración de aminas pueden incluso centralizarse, de modo que varias fábricas utilicen una sola instalación.

En primer lugar, el gas de combustión, también conocido como gas de escape, se enfría hasta justo por encima de la temperatura ambiente en una torre de refrigeración. A continuación, el gas de combustión enfriado entra en la torre de absorción donde se introduce la amina, un adsorbente alcalino líquido. El CO₂ del gas de combustión se disuelve en la amina y queda atrapado. Todos los demás gases continúan ascendiendo a través de la torre y se descargan.

Ahora la amina contiene una alta concentración de CO₂. Para separarla, la amina se transfiere a la torre de regeneración, donde se calienta con vapor bajo vacío. Mediante la aplicación de vacío, se puede reducir el punto de ebullición de la amina. El vapor libera el dióxido de carbono capturado, ahora con un nivel de pureza muy alto. La amina se degrada a altas temperaturas. Por lo tanto, al reducir su punto de ebullición, la amina se conserva y se puede reutilizar durante muchos años, si se trata correctamente. Por lo tanto, la regeneración de aminas da como resultado un proceso más sostenible y rentable: la nueva amina es cara de comprar y difícil de desechar.

La etapa final es la transferencia del CO₂ a un depósito colector. Una bomba de vacío aspira el gas capturado de la torre de regeneración al depósito colector. A continuación, el dióxido de carbono se puede transportar para su reutilización o almacenamiento, y el líquido de amina regresa a la torre de absorción.

Proceso de lecho móvil

El proceso de lecho móvil de captura de carbono consta de tres etapas: el reactor de adsorción, el reactor de desorcióny el secador adsorbente. En este proceso, el CO₂ se recoge mediante sorbentes sólidos. Se trata de bolas hechas de un material poroso y saturadas con disolvente de amina, que circulan por las tres áreas del sistema.

Reactor de adsorción
El proceso comienza en el reactor de adsorción. Aquí se introduce el gas de combustión del proceso industrial y el CO₂ es adsorbido por el sorbente. Aunque el método es diferente, este paso funciona exactamente igual que en el proceso de depuración de aminas: el dióxido de carbono se disuelve en el disolvente de aminas y queda atrapado.

Reactor de desorción
A continuación, el sorbente sólido cargado con CO₂ pasa al reactor de desorción. El vapor se introduce en el reactor y se condensa en el sorbente sólido, liberando el CO₂, que luego se puede extraer.

Una bomba de vacío conectada a la salida del reactor de desorción aspira el CO₂. El gas pasa a través de la bomba de vacío y entra en el depósito colector en la salida. Desde allí, se puede transportar para su reutilización o almacenamiento.

Secador de adsorción
A continuación, el sorbente sólido, ahora saturado con humedad, pasa al secador de adsorción. Una soplante introduce aire caliente en el secador para reducir su contenido de humedad. A continuación, el sorbente sólido se descarga del secador adsorbente, listo para su reutilización.

Adsorción por cambio de vacío (VSA)

La adsorción por cambio de vacío (VSA), también conocida como adsorción por cambio de presión (PSA) o adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA), es un proceso de separación de CO₂ que sigue los mismos pasos generales que el proceso de lecho móvil: adsorción, desorción y regeneración.

Adsorción
En primer lugar, el gas de combustión pasa a alta presión a través de lo que se conoce como un lecho de adsorción. Se trata de un tipo de filtro hecho de un sorbente sólido: un material poroso que puede estar basado en aminas, al igual que los otros métodos de captura, o puede ser otro compuesto como el carbón activo o la zeolita. Este captura selectivamente las moléculas de CO₂ al tiempo que permite el paso de otros gases.

Desorción
Después de que el CO₂ se haya separado del resto de los gases de combustión y el lecho adsorbente esté saturado, se aplica vacío en la cámara. Como resultado, la presión sobre las moléculas de dióxido de carbono capturadas se reduce, lo que permite que se separen o desorban del lecho adsorbente y vuelvan a un estado gaseoso. Cuando la temperatura aumenta al mismo tiempo, el proceso de desorción es aún más eficiente.

Regeneración
-al igual que en el proceso de depuración de aminas, este proceso para liberar el dióxido de carbono también regenera el lecho adsorbente basado en aminas, lo que permite su reutilización.

Posteriormente, las moléculas se pueden recuperar, ahora con una alta pureza, para su transporte o almacenamiento.

La captura de carbono mediante membranas es un método fácilmente escalable adecuado para emisores pequeños y medianos de dióxido de carbono, como la mejora del biogás o los procesos de refinado petroquímico. El proceso de captura de membranas consta de varias membranas diferentes. Estas actúan como filtros: el material de la membrana permite que el CO₂ la permee fácilmente, pero otros gases quedan fuera.

Al aplicar vacío y sobrepresión a estas membranas, aumenta la eficiencia general del proceso. El vacío y la sobrepresión ayudan a mantener un diferencial de presión en cada membrana. La presión se reduce en un lado de la membrana mediante una bomba de vacío y se aumenta en el otro lado mediante una soplante. Esto aumenta la tasa de permeabilidad del CO₂ a través de la membrana.

La captura de membrana suele dividirse en dos etapas independientes, cada una de las cuales consta de varios módulos de membrana que funcionan en paralelo. Al filtrar dos veces, se separa y elimina la cantidad máxima de gases de combustión, lo que permite una mayor pureza del CO₂ recuperado.

Sea cual sea el método de eliminación del dióxido de carbono utilizado, el CO₂ puede utilizarse o almacenarse de forma permanente.

Utilización

El dióxido de carbono es un recurso importante necesario en una variedad de industrias. En todo el mundo, se necesitan más de 230 millones de toneladas de CO₂ al año. El mayor consumidor es la industria de los fertilizantes, seguida del sector del petróleo y el gas, que utiliza el gas para mejorar la recuperación del aceite.

Sin embargo, también es una mercancía importante en otras aplicaciones comerciales. El gas se utiliza en sistemas de extinción de incendios, para estimular el crecimiento de plantas en invernaderos y en la producción de alimentos y bebidas.

Al reutilizar el dióxido de carbono que, de otro modo, se liberaría al aire, se crea un sistema más circular y sostenible.

Almacenamiento

La segunda opción para la manipulación del dióxido de carbono capturado es almacenarlo de forma permanente. El dióxido de carbono se puede almacenar bajo tierra en el lecho de roca.

Para ello, el CO₂ se mezcla primero con agua para crear ácido carbónico. El ácido se bombea hasta un lugar profundo bajo la superficie de la tierra. La acidez del agua carbonatada disuelve los minerales del interior de la roca basáltica y sus iones se liberan en el agua.

Con el tiempo, estos iones reaccionan con el dióxido de carbono y se unen a este. Esto la mineraliza y crea un sólido, lo que significa que el dióxido de carbono se convierte esencialmente en una parte de la roca.

Dos años más tarde, más de un 90 % de la mezcla habrá completado este proceso. Esto garantiza un lugar seguro y permanente para almacenar el dióxido de carbono, y nos permite asegurarnos de que no vuelva a la atmósfera.

Convertir el CO2 en una roca sólida

La captura directa en los océanos es otro método para eliminar el dióxido de carbono de nuestro entorno natural que se encuentra actualmente en desarrollo.

Los océanos de nuestro planeta son sumideros naturales de carbono: a lo largo de muchas décadas, el CO₂ del aire se difunde y se disuelve en el océano. La capa superior del agua del océano se puede tratar para eliminar el dióxido de carbono que contiene. Una pequeña cantidad (menos del 1 %) del agua capturada se desvía y se pretrata para crear un ácido. A continuación, el ácido se añade al resto del agua capturada, donde activa un proceso químico que extrae el CO₂. A continuación, el agua se restaura a su nivel de pH original y se devuelve al océano.

Este proceso permitiría que el agua del océano absorbiera la misma cantidad de CO₂ que se acababa de eliminar, convirtiéndola en una solución muy sostenible.

Si se pusiera en funcionamiento, sería un método extremadamente respetuoso con el medio ambiente de captura de dióxido de carbono, ya que utiliza exclusivamente el agua del océano, no implica ningún absorbente ni disolvente y no crea subproductos.

En la captura de carbono se utilizan diferentes tecnologías de vacío, dependiendo del tipo y las técnicas empleadas.

Las bombas de vacío de anillo líquido, de rotores de uña y de tornillo en seco se pueden utilizar para la captura directa de aire (DAC), mientras que los métodos de captura industrial también pueden utilizar bombas de vacío de paletas rotativas y lóbulos rotativos, así como soplantes de canal lateral.

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La captura directa de aire (DAC) es un método de captura de carbono que extrae el dióxido de carbono directamente de la atmósfera.

A diferencia de la captura de carbono industrial, esto no se produce en el lugar de las emisiones, sino que se puede hacer desde cualquier lugar.

El carbono puede almacenarse permanentemente debajo de la superficie de la Tierra o reutilizarse en industrias que requieren dióxido de carbono para sus procesos.

Las bombas de vacío de Busch se utilizan en procesos de captura de carbono en todo el mundo. Encontrará nuestras bombas de vacío en todo tipo de tecnologías de captura de carbono, tanto en la captura industrial de carbono como en la captura directa de aire.

Dado que nuestras bombas de vacío desempeñan un papel decisivo en la captura y el almacenamiento de carbono, también contribuimos a un mundo más ecológico. Nuestras bombas garantizan que el dióxido de carbono se elimine de forma eficaz y eficiente de nuestra atmósfera y se reutilice o almacene de forma segura.

En lugar de ubicarse en la fuente de las emisiones, la captura directa de aire (DAC) elimina el dióxido de carbono preexistente de la atmósfera.

El sistema de captura no necesita estar conectado a una fábrica o a una estación de alimentación eléctrica, lo que significa que puede ubicarse en cualquier lugar, completamente independiente de otras industrias.

La DAC también es una forma de capturar el carbono emitido por fuentes en las que no es posible un sistema directo, como los vehículos, así como el carbono heredado, las emisiones de dióxido de carbono que se acumularon en nuestra atmósfera durante los muchos años anteriores a la disponibilidad de la tecnología de captura de carbono.

Sí, el dióxido de carbono capturado en los procesos de captura de carbono se puede reutilizar.

El CO₂ es un recurso importante en una variedad de industrias: se utiliza en la producción de fertilizantes y sistemas de extinción de incendios y se introduce en los invernaderos para estimular el crecimiento de las plantas, por nombrar solo algunos.

Al reutilizar el dióxido de carbono que, de otro modo, se liberaría al aire, se crea un sistema más circular y sostenible.

La captura de carbono puede minimizar las emisiones de CO₂ y, por lo tanto, el efecto general que tienen las centrales de alimentación eléctrica existentes en nuestra atmósfera.

Un sistema de captura de carbono industrial se puede adaptar a una central eléctrica existente que funcione con combustibles fósiles.

Y con un sistema de captura directa de aire (DAC), la captura de carbono también puede eliminar las emisiones anteriores de la atmósfera.

Por lo tanto, la captura de carbono es una forma de mitigar el impacto de nuestra tecnología existente mientras el mundo cambia a una generación de alimentación eléctrica más ecológica.