Interpretación de:
Efficient CO2 capture from lime production by an indirectly heated carbonate looping process
https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2021.103430Greco-Coppi, M., Hofmann, C., Ströhle, J., Walter, D., Epple, B., 2021: Efficient CO2 capture from lime production by an indirectly heated carbonate looping process, International Journal of Greenhouse Gas Control, 112, 103430, https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2021.103430
Intérprete
Rodriguez Puerta Wendy Maria
Fecha de interpretación
29/10/2025
Revisor
Calderon Martha S.
Resultados y conclusiones
El proceso de captura de CO₂ aplicado a la producción de cal tuvo como objetivo evaluar el desempeño del sistema IHCaL (Indirectly Heated Calcium Looping), una nueva tecnología desarrollada en condiciones industriales, alcanzando una eficiencia de captura cercana al 90% del CO₂ liberado durante la calcinación, lo que confirma su potencial para mitigar emisiones en un sector responsable de que el 65% de su CO₂ provenga directamente de la descarbonatación del CaCO₃. Los resultados muestran que el esquema integrado IHCaL reduce hasta en 87,4% las emisiones directas, con un incremento energético del 63%, mientras que la configuración “tail-end” logra una reducción del 70,5%, aunque con un aumento mayor del consumo térmico (154%), debido al desacoplamiento parcial entre calcinación y carbonatación. El balance energético evidencia que el sistema puede recuperar el 29,6% del calor total aportado mediante recuperación térmica, compensando parte de la demanda adicional y permitiendo generar electricidad a partir del excedente calórico. En términos operativos, el requerimiento energético base del horno (5090 MJ/t CaO) se incrementa a 12900 MJ/t en el esquema “tail-end” y a 8300 MJ/t en el totalmente integrado, manteniendo la pureza comercial del producto en 97,5% CaO, lo que asegura su venta sin pérdidas de calidad. En conclusión, el proceso IHCaL demuestra un desempeño altamente eficiente para la captura industrial de CO₂ en la fabricación de cal, combinando alta eficiencia ambiental, recuperación energética significativa y compatibilidad con la calidad del producto, configurándose como una alternativa tecnológica viable para la descarbonización del sector calero a escala industrial.
Metodología y datos
El estudio se desarrolló en una planta modelo de producción de cal, evaluando el proceso de Captura por Ciclo de Calcio (IHCaL) bajo dos configuraciones tecnológicas: tail-end e integrada. Se realizaron simulaciones de proceso en Aspen Plus utilizando como unidad funcional la producción de 1 tonelada de CaO. Se establecieron las etapas de calcinación y carbonatación, fijando condiciones operativas de 900 °C y 650 °C respectivamente, y se definieron los flujos de CaO y CaCO₃ en un ciclo cerrado. Se aplicaron balances de masa y energía para determinar el comportamiento del sistema y se registraron variables de desempeño como consumo energético, eficiencia de captura, regeneración del sorbente y emisiones asociadas. Los datos fueron organizados en una matriz digital y sometidos a verificación mediante control de coherencia termodinámica. Finalmente, se aplicó estadística descriptiva para comparar el rendimiento de ambos esquemas, tomando como referencia el funcionamiento de un horno convencional sin captura. Los datos se clasificaron en tres grupos: (a) proceso sin captura, (b) proceso tail-end y (c) proceso integrado IHCaL, lo que permitió su comparación ordenada. Todos los valores fueron almacenados en formato digital para el análisis posterior.
Limitaciones de la investigación
El estudio se vio limitado por el uso de modelos de simulación, cuyo comportamiento podría diferir ligeramente frente a condiciones industriales reales. La comparación se centró en dos configuraciones del proceso IHCaL, por lo que futuros trabajos podrán ampliar el análisis incorporando nuevos escenarios operativos. Asimismo, el empleo de valores termodinámicos y factores estándar para estimar el desempeño energético y ambiental podría haber introducido márgenes de variación en los resultados obtenidos.
Recomendaciones
Se recomienda profundizar la investigación del proceso IHCaL mediante experimentación a escala piloto, dado que los resultados basados en simulación no garantizan un desempeño equivalente en condiciones industriales reales. Es necesario evaluar la degradación progresiva del sorbente, la eficiencia térmica en múltiples ciclos y las pérdidas energéticas no consideradas en los modelos termodinámicos, aspectos que podrían reducir significativamente la efectividad del proceso.
Adaptación: ---
Mitigación: Procesos industriales y usos de productos
Escala: Regional
Ámbito geográfico: La investigación se basó en simulaciones del proceso IHCaL, por lo que sus resultados son aplicables a plantas de producción de cal en distintos entornos geográficos que busquen implementar tecnologías de descarbonización.
Palabras clave: Caliza, Captura de carbono, Ciclo de calcio, Descarbonización, Emisiones industriales, IHCaL.
Cita de la interpretación
Rodriguez Puerta, Wendy Maria, 2025: Interpretación de Greco-Coppi et al. (2021, doi:10.1016/j.ijggc.2021.103430), Observatorio de Conocimiento Científico sobre Cambio Climático del Perú, IGP, https://cienciaclimatica.igp.gob.pe/entities/interpretation/a039ac57-06ab-4a08-971d-19aed2719433