Diseño de una planta de Captación de Dióxido de Carbono (CO2), para la eliminación de las emisiones de la Planta Termoeléctrica Josefa Camejo - Falcón
Bases del diseño
A continuación se presentan las características y condiciones de la planta de captación de CO2 en base a la ingeniería básica de diseño.
Ubicación de la Planta
La capacidad de la planta será Municipio los Taques, del Estado Falcón, Av. Intercomunal Ali Primera, Sector el Taparo, a 200 m al éste de la Planta Termoeléctrica Josefa Camejo. (Ver figura 1 y 2).
Figura 1.
Vista satélite de la Planta Josefa Camejo y Planta de Captación de Co2
Fuente: Google Earth Plus
Figura 2.
Ubicación de la Planta Josefa Camejo y Planta de Captación de Co2
Fuente: Google Earth Plus
Capacidad de la Planta
De aproximadamente entre 3-5 toneladas días de CO2 que representaría el 3% del total (166.5 ton/d) de emisión proveniente de la planta Termoeléctrica Josefa Camejo. (CORPOELEC, 2014)
Características y Condiciones de la Materia Prima
A continuación se presentan las características de entrada de la materia prima que se usara en la planta de captación de CO2 (ver tabla 1)
Tabla 1
Composición y características de los gases de chimenea.
Fuente: Palazón, R.
Tabla 2
Características y Condiciones de la Materia Prima (CO2)
Fuente: Elaboración Propia
Especificaciones de insumos
• Monoetanolamina (MEA): al 30%
• Contenedores de aluminios.
• Amoniaco
Servicios Industriales
• Vapor a altas temperaturas (110 a 1500C Aprox): este vapor se utilizara en el intercambiador que se encuentra después de la torre de absorción para precalentar la “MEA” rica en CO2 antes de introducirla a la torre de destilación.
• Agua a temperatura ambiente: se requiere enfriar el flujo de gas de salida de CO2 para almacenarlos en los cilindros de aluminio.
• Electricidad: Empleada para mantener en continuo movimiento los fluidos, mediante los diversos motores, bombas y compresores, así como en la mayoría de los sistemas de control. Se dispondrá de electricidad de 110 a 220 Voltios, siendo comprada a la compañía “CORPOELEC” empresa eléctrica socialista (Corporación Eléctrica), gaceta oficial 39.259 de fecha 08 de septiembre 2009 bajo el servicio seis (6), con un valor de 3.32Bs.F/kVA (3.317,44Bs/kVA) y 0,02 Bs F./kWh (18,84 Bs/kWh).
Especificaciones del producto final
• Pureza del producto: 99.5%
• Presión en los embaces o cilindros de aluminio: 49.9 Bar.
• Peso del contenido en los envases equivalente a: 35 Kg.
• Volumen de CO2 almacenados: Aproximadamente 17.1 M3.
Manejo de Efluentes:
El gas restante o gas dulce se liberara a la atmosfera; la “MEA” se someterá a otro proceso para recuperar su pureza para su posterior uso
Requerimientos de Almacenaje:
El producto se almacenara en tanques Verticales cuyas características son: capacidad 20000 Kg, diámetro nominal: 1.9m y altura de 8 m. Que mantendrán el gas a altas presiones.
Normas y códigos Aplicables
• Normas de ingeniería de PDVSA: Norma principal para el diseño de los equipos trabajados.
• Normas COVENIN (Comisión Venezolana de Normas Industriales): Donde se trabajan principalmente las normas ambientales.
• Normas TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association): Empleada para el diseño principalmente de tuberías.
• Simbología isa para sistemas de control de procesos ( international society for measurement and control)
Descripción del Proceso
Figura 3.
Diagrama de Bloques del proceso
Fuente: Propia
La planta propuesta en esta investigación se plantea ubicarla 200m al este de la Termoeléctrica Josefa Camejo, la cual posee una potencia eléctrica instalada de 450mw lo cual equivale a una emisión de 166.5 ton/día de CO2 puro, del cual solo se utilizaran aproximadamente entre 3-5 toneladas de CO2 para trabajar diariamente en la planta es decir entre 14 y 24 ton de gas de chimenea aproximadamente.
Ahora bien estos gases de chimenea provenientes de la termoeléctrica son introducidos mediante un compresor a una torre de absorción gaseosa para ponerlo en contacto a contracorriente con una mezcla de Monoetanolamina (MEA) al 30% previamente precalentada. En esta torre se absorbe en un intervalo de temperatura entre (200 y 700)C, más del 95% del dioxido de carbono que entra, el cual sale por el fondo a un calderin para ser precalentado antes de introducirlo a la torre de destilación; los gases dulces o restantes ya pobres de dióxido de carbono salen por el tope y son liberados a la atmósfera.
En el Calderin La MEA rica en dióxido de carbono es precalentada desde los 470C hasta los 1030C y luego es introducida en la torre de destilación para llevar a cabo la separación en un intervalo de temperatura comprendido entre (1200 y 1500)C a una presión de 1,6 bar en la caldera y 1,4 bar en lo alto de la columna. La MEA ya pobre en dióxido de carbono sale por el fondo y es trasladada a una planta de rectificación de MEA para ser reutilizada nuevamente en el proceso. El dióxido de carbono sale por el tope en estado gaseoso y es introducido a un condensador total para disminuir su temperatura entre 310C (Temperatura Critica) y -56,60C (Punto Triple) por lo que se usa el amoniaco como refrigerante al presentar alta eficiencia energética y mínimos problemas ambientales. Se plantea en el condensador un re circulado parcial para alcanzar una pureza aproximadamente del 99% de dióxido de carbono y trasladarlo mediante una bomba a su posterior almacenamiento de la torre.
Fuente: Libro Principios elementales de los procesos Quimicos Felder Rousseau 3 edición.
Figura 4.
P&D de la planta de absorción.
Fuente: Propia
Conclusión
La captación de dióxido de carbono (CO2) significa un gran salto al desarrollo de nuevas tecnologías no solo por la utilidad del dióxido de carbono sino también en la conservación del medio ambiente como se ha venido estudiando el dióxido de carbono liberado a la atmósfera esta cambiado significativamente el clima afectando el planeta; partiendo de esto la planta de captación de CO2 brinda una oportunidad para disminuir el deterioro que se le está ocasionando a la atmósfera por el alto contenido de los gases invernaderos.
Por otra parte la planta de captación de dióxido de carbono es una innovación tecnológica ya que en el país las empresas que requieren de este gas para elaborar sus productos tienen la tarea de adquirirlos de empresas extranjeras provocando de esta forma diferentes daños a la economía del país. Ocasionando una economía menos sustentable ya que los productos poseen un precio más elevado.
Partiendo del conocimiento que se posee de este tipo de plantas es importante resaltar que la creación de una planta de captación de dióxido de carbono estaría influenciando el crecimiento tanto económico como tecnológico del estado así como la generación de una mejor gestión al momento de verificar las emanaciones de gases invernaderos al ambiente.
Referencias
www.indura.net
www.elcogas.es
www.spanish.alibaba.com
www.corpoelec.gob.ve
http://www.corpoelec.gob.ve/noticias/planta-termoelectrica-josefa-camejo-aportar%C3%A1-450mw
Libro Principios elementales de los procesos Quimicos Felder Rousseau 3 edición
Interesante!!!!! 😎
gracias amiga
En cuanto a la rentabilidad del proceso tienes algún dato? Porque si bien una planta solo aprovecha el 3% de las emisiones en teoría necesitarías aproximadamente 33 plantas similares para eliminar las emisiones de CO2 sería rentable? Cuanto watts consume toda la planta que se propone? Porque la extracción de CO2 por la destilación a altas presiones y temperaturas conlleva a un gran consumo energético por lo que probablemente no tenga sentido recuperarlo si no es rentable.
saludos compañero, en realidad la rentabilidad del proceso podría decir que es relativo ya que la energía consumida por dicha planta es sustentada por la misma termoeléctrica, que de igual manera es una energía generada consumida, el hecho de que la planta elimine las emisiones aunque sea un porcentaje hace que la misma sea factible pues el CO2 almacenado después de la absorción puede ser aprovechada por la misma industria vecina que le facilita el combustible fósil, para que funcione la planta como lo es PDVSA e incluso los pozos petroleros usan el CO2 para inyectarlo y facilitar la extracción del petroleo, quizás un ciclo vicioso de contaminación atmosférica, pero mucho de este gas queda atrapado en los pozos sacando de la atmósfera.
te puedo comentar que leí sobre un sistema de absorción de CO2 que funciona como las planta, en realidad se basa en ese principio captación y retención y se necesitaban millones de esas plantas para marcar la diferencia y así bajar la temperatura de la tierra sacando este gas, y la sustentabilidad y viabilidad era casi que imposible porque no generan ganancia alguna pero el gasto lo vale por la salud del planeta. Por eso estos temas de alternativas tecnológicas por la contaminación nunca serán viables.
Gracias por tu opinión salio un debate interesante!
Si, la pregunta se origina porque quizás resulte más rentable y quizás me contaminante el liberar los gases a la atmósfera. Porque si la planta propuesta consume más del 3 % de la energía generada la eléctrica y solo recolecta el 3% o menos del dióxido de carbono producido entonces más que amigable sería peor para el medio ambiente porque el proceso de recolección genera mucho más de lo este logra recolectar, porque quizás sea útil para inyectar gas a los pozos pero no más.
Hola Eleonardo, gracias por el aporte, ya te estoy siguiendo! Si me pudieras seguir sería genial,
Espero que agregues contenido pronto para leerte!
P.D. Te he dejado un merecido upvote! ^_^
epale compañero gracias por el apoyo! consejo amigo no pegues el mismo comentario en los demás post porque te marcaran como spam y te bajaran la reputación! saludos anímate a participar en la comunidad.
Excelente trabajo amigo, sigue así.
gracias corazon!
Hola amigo @eleonardo, muy completa la información de tu post sobre el CO2. Gracias por instruirnos. Saludos