ineel.mx

Laboratorio de Captura de CO2 del INEEL

Elvia María Palacios Lozano

María Vita Peralta Martínez

Jordán Pérez Sánchez

Pablo René Díaz Herrera

Alan Martín Zavala Guzmán*

*alan.zavala@iie.org.mx

Noviembre 2016

ineel.mx

Introducción

ineel.mx

Contexto Mundial

Emisiones mundiales de CO2 por sector en 2013

ineel.mx

México

Emisiones de México de CO2 por sector en 2013

ineel.mx

Política sobre emisiones de GEI

ineel.mx

Captura de CO2

Energía y

calor

Separación

CO2

Gasificación

+ CO2

separador

Energía y

calor

Energía y

calor

Separación

de aire

Compresión

CO2

Combustible

Oxi-combustión

Pre-combustión

Post-combustión

H2

CO2

CO2

N2

O2CO2

O2

Aire

Aire

CO2

N2

N2

O2

N2

Aire

ineel.mx

Post-Combustión

ineel.mx

Laboratorio de Captura de CO2

Absorbedor

Tanque

Solución Amina

Analizador de Gases

Gases de combustión

2

Solución

Amina + CO

Regenerador

Alimentación

Col. de Regeneración

Condensador

2

Bomba Alim.

Amina + CO

2CO

Enfriador

Amina Regenerada

Bomba Amina

Regenerada

Calentador

Aceite

Intercambiador de Calor

Enfriador Gases de Combustión

Diagrama del proceso del laboratorio de captura de CO2.

ineel.mx

Instalaciones

• Absorbedor de

4” de diámetro y

1.7 m de altura.

• Regenerador de

5” de diámetro y

2.15 m de

altura.

• Ambas

columnas son

de vidrio

borosilicado

Schott ® Duran

ineel.mx

Colorante

Se cuenta con un un indicador de CO2 el

cual a partir de variaciones en el color de la

solución en el proceso de captura de CO2,

nos indica la concentración que hay de CO2

en esta.

Mas concentración

de CO2

Menos concentración

de CO2

ineel.mxFotos de las columnas regenerador (izquierda) y absorbedor (derecha).

ineel.mx

Pruebas

Se realizaron pruebas en la torre de absorción para analizar la

eficiencia de absorción de CO2 utilizando diferentes

composiciones de gases y variando la relación CO2:MEA (relación

molar). Se midió la concentración de CO2 a la entrada y salida del

absorbedor utilizando un analizador de gases TESTO 350.

ineel.mx

Pruebas para Composición de CO2 de una

CarboeléctricaSe alimentó un flujo de gases de 104 NL/min, con una

composición de 12% vol. CO2, para la captura se alimentó una

solución de MEA al 25 y al 30% en peso, además de variar la

relación de alimentación CO2:MEA.

Concentración

de MEA

% vol de

CO2 a la

entrada

Flujo de

amina

ml/min

Moles de

CO2/min

Moles de

MEA/min

Relación

CO2:MEA

% vol de

CO2 a la

salida

Eficiencia de

absorción

%

25 12 410 0.56 1.7 1:3 3 77.3

25 12 675 0.56 2.8 1:5 2.2 83.5

30 12 344 0.56 1.7 1:3 2.5 81.2

30 12 559 0.56 2.8 1:5 2 85

ineel.mx

Pruebas para Composición de CO2 de una

Central de Ciclo Combinado

Se alimentó un flujo de gases de 76 NL/min, con una composición

de 5.1% vol. CO2, para la captura se alimentó una solución de

MEA al 25% en peso, variando la relación de alimentación

CO2:MEA.

Concentración

de MEA

% vol de

CO2 a la

entrada

Flujo de

amina

ml/min

Moles de

CO2/min

Moles de

MEA/min

Relación

CO2:MEA

% vol de

CO2 a la

salida

Eficiencia de

absorción

%

25 5.1 54 0.173 0.2 1:1.15 3.37 33.9%

25 5.1 128 0.173 0.5 1:2.9 2.36 53.7%

25 5.1 299 0.173 1.2 1:7 1.9 62.7%

25 5.1 468 0.173 1.9 1:11 1.48 71.0%

ineel.mx

Conclusiones

En el “Laboratorio de Captura de CO2 del INEEL” se analizaron

algunas variables que se deben tener en cuenta para su operación

algunas de ellas son:

• Distribuidores de flujo (líquido y gas) en las torres.

• Soportes del empaque.

• Concentración de la amina.

• Relación de alimentación CO2:MEA.

• Temperatura de entrada al regenerador.

• Niveles en las torres de absorción y regeneración.

• Control de flujo de energía en el reboiler.

• Procedimiento de arranque de la planta.

ineel.mx

Trabajo a futuro

Incorporar al proceso la columna de regeneración, y realizar

pruebas con el sistema completo de absorción y regeneración, en

el cual se podrá analizar el proceso completo, incluyendo la

energía del reboiler.

Se plantea la incorporación de un sistema de control al proceso de

captura de CO2 para analizar de mejor forma el comportamiento

de este así como evaluar sus principales variables.

Llevar a cabo pruebas para caracterizar el desempeño de

diferente solventes en el proceso de captura de CO2. Las pruebas

experimentales se complementarán con simulaciones del proceso

de captura de CO2 con el software Aspen HYSYS

ineel.mx

Muchas Gracias por su

atención!!

alan.zavala@iie.org.mx