Evaluación de rutas energéticas en la combustión en ciclos químicos

Abstract

About one-third of global CO2 emissions come from the use of fossil fuels in power generation. There are different technologies available and under development that concentrate CO2 streams from combustion sources, i.e., pre-combustion, post-combustion and oxygenated fuel technologies. Today, most of these technologies experience high energy costs as a result of carbon dioxide separation, which implies an increase in the cost of energy production. In this sense, chemical looping combustion (CLC) offers the possibility of avoiding the cost associated with the separation. One of the keyways to apply CLC is to find the adequate oxide from the kinetic and thermodynamic points of view, for reduction-oxidation cycles. The evaluation of "oxygen carrier" candidates for combustion in chemical cycles is mainly based on reactivity (rates and conversions), resistance to carbon accumulation, and "regenerability" of the material in cyclic reduction and oxidation. Higher reactivity of the synthesis gas components, CO and H2, has been found with respect to the reactivity of methane. This report presents Energy Balances of the CLC process, additionally proposes a reaction mechanism to evaluate the interaction fuel-carrier.

Alrededor de un tercio de las emisiones mundiales de CO2 provienen del uso de combustibles fósiles en la generación de energía. Existen diferentes tecnologías disponibles y en desarrollo que concentran corrientes de CO2 de las fuentes de combustión, es decir, tecnologías de pre-combustión, postcombustión y de combustibles oxigenados. Hoy, la mayoría de estas tecnologías experimentan altos costes energéticos a consecuencia de la separación del dióxido de carbono, mismos que implican un aumento en el costo de producción de energía. En este sentido, la combustión en ciclos químicos (CLC) ofrece la posibilidad de evitar el costo asociado a dicha separación. Una de las formas clave de aplicar CLC es encontrar el óxido adecuado desde los puntos de vista cinético y termodinámico, para ciclos reducción - oxidación. La evaluación de los candidatos “acarreadores de oxígeno” para la combustión en ciclos químicos, se basa principalmente en reactividad (tasas y conversiones), resistencia a la acumulación de carbono, y “regenerabilidad” del material en la reducción y oxidación cíclica. Se han encontrado reactividades más altas de los componentes de gas de síntesis, CO y H2, con respecto a la reactividad del metano. En este reporte se presentan Balances de Energía del proceso CLC, adicionalmente se propone un mecanismo de reacción para evaluar la interacción entre combustible-acarreador.