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
Goñas Cieza Denis Johan
Fecha de interpretación
29/10/2025
Revisor
Calderon Martha S.
Resultados y conclusiones
En la producción de cal es inevitable no asociarlo con emisiones de CO₂ (Dióxido de carbono) durante el proceso. Se hicieron simulaciones en plantas implementadas en países de Alemania, Francia y España. El ciclo de carbonato calentado indirectamente (IHCaL) es una prometedora tecnología de captura de carbono poscombustión que puede aplicarse a plantas de cal con un alto potencial de integración de calor y masa. En este trabajo, tuvo como objetivo evaluar las alternativas para integrar eficientemente el IHCaL en plantas de cal. Para estudiar y caracterizar estas alternativas, se establecieron balances de calor y masa, se realizaron análisis de sensibilidad y se calcularon indicadores clave de rendimiento mediante simulaciones de procesos. La cal que se extrajo de las purgas del proceso IHCaL presentó una alta pureza (97,5 % en peso de CaO). El óxido de Calcio (Cal Viva) podría comercializarse como producto de la producción de cal, lo que hace que el proceso IHCaL sea especialmente adecuado para su aplicación en plantas de cal. En el caso totalmente integrado (IHCaLNP), el aumento del consumo de combustible es de tan solo el 63 % (8300 MJ/tCaO) y la reducción de las emisiones directas de CO2 es del 87,4 %. Los resultados mostraron un aumento del 63% en el consumo directo de combustible, pero casi el 30% de todo el aporte de calor puede convertirse en energía eléctrica mediante la generación de vapor con recuperación de calor.
Metodología y datos
Este proceso de CaL oxigenado se ha probado con éxito en varias plantas piloto de hasta 1 MW en la Universidad Técnica de Darmstadt (Alemania) y de hasta 1,7 MW en La Pereda (España) y se instalado un demostrador de TRL7 en una planta de cemento en Vernasca, Italia. Se utilizó el software ASPEN PLUS™ versión V11, para resolver los balances de masa y energía. ASPEN PLUS™ es un software de simulación de procesos en estado estacionario que cuenta con una potente base de datos de propiedades para diversas sustancias. Para cálculos de la energía (la entalpía, la entropía y la capacidad calorífica) se utilizaron las ecuaciones de Barin. La base de datos APV110, de Aspen Technology Inc., se utilizó como fuente para los cálculos de propiedades. Las reacciones de calcinación y carbonatación en los reactores IHCaL se modelaron con bloques de reactores de conversión. Para las simulaciones, los procesos se modelaron en condiciones de estado estacionario, y la separación sólido-gas en los ciclones.
Limitaciones de la investigación
Una de las principales limitaciones fue que eran simulaciones y no experimental. Existe un alto consumo de energía en la captura de emisiones de dióxido de carbono (CO₂) que influye a menores eficiencias de la planta y mayores costos. El proceso IHCaL solo se ha considerado para aplicaciones en centrales eléctricas, pero no para plantas de cal o cemento.
Recomendaciones
Para mejoras del proceso y su optimización en la calcinación, se recomienda el uso de hornos regenerativos para alta calidad del producto final y menor consumo energético, o la sustitución de los combustibles por biocombustibles (Bioetanol y Biodiesel) con menor impacto al medio ambiente.
Adaptación: Agricultura
Mitigación: Procesos industriales y usos de productos
Escala: Regional
Ámbito geográfico: En el proceso de CaL oxigenado se ha probado en países europeos con éxito en varias plantas piloto en Alemania, España y Francia.
Palabras clave: Análisis de sensibilidad, Balances de calor y masa, Carbonato, Captura de Dióxido de Carbono, Simulaciones, Sorbentes, Producción de Cal.
Cita de la interpretación
Goñas Cieza, Denis Johan, 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/a039baf1-d2d4-407f-b3a4-03e801b362a3