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
GUIOP VALQUI MARIA CARMITA
Fecha de interpretación
07/11/2025
Revisor
Calderon Martha S.
Resultados y conclusiones
La investigación aborda el problema de las elevadas emisiones de CO₂ generadas por la producción de cal, un proceso que contribuye significativamente al calentamiento global debido a la descomposición del carbonato de calcio y al uso de combustibles fósiles. El objetivo fue evaluar la integración del proceso de bucle de carbonato calentado indirectamente (IHCaL) como alternativa para capturar el CO₂ emitido en plantas de cal en Alemania. A través de simulaciones termoquímicas y balances de masa y energía, se evaluaron dos configuraciones: una de integración parcial (IHCaL-PRH) y una totalmente integrada (IHCaL-NP). Los resultados mostraron que el sistema IHCaL puede reducir las emisiones directas de CO₂ hasta en un 87.4 %, con un aumento del 63 % en el consumo de combustible y una recuperación energética del 29.6 % mediante generación de vapor. Además, la cal obtenida alcanzó una pureza del 97.5 %. En conclusión, el proceso IHCaL demostró ser una opción técnicamente viable y ambientalmente eficiente para la descarbonización del sector industrial de la cal, permitiendo incluso emisiones netas negativas al usar combustibles biogénicos.
Metodología y datos
El estudio se desarrolló en una planta de cal ubicada en Alemania, que produce más de 600 toneladas diarias de cal viva. Se modelaron dos configuraciones del proceso IHCaL utilizando el software ASPEN PLUS™ (versión 11) para realizar balances de masa y energía en estado estacionario. Los parámetros principales incluyeron la eficiencia de captura de carbono (90 %), la temperatura del calcinador (900 °C) y del carbonatador (650 °C), y una tasa de circulación específica del sorbente de 6 mol Ca/mol CO₂. Se analizaron variables críticas mediante análisis de sensibilidad, como la temperatura de precalentamiento del aire y la eficiencia térmica del sistema. Los resultados se validaron frente a una planta de referencia con desviaciones inferiores al 1 %, lo que garantizó la precisión del modelado. Finalmente, se evaluaron indicadores de rendimiento energético, pureza del producto y reducción de emisiones, destacando la viabilidad técnica del sistema IHCaL tanto para modernización de plantas existentes como para nuevas instalaciones.
Limitaciones de la investigación
El estudio se basó en simulaciones teóricas bajo condiciones estacionarias, sin incluir variaciones dinámicas del proceso ni degradación a largo plazo del sorbente (CaO). Además, no se realizaron pruebas experimentales a escala industrial, lo que limita la validación empírica de los resultados. Factores operativos como el sistema de transferencia de calor y la durabilidad de los tubos de calentamiento podrían afectar la eficiencia energética real. Por ello, los autores propusieron campañas piloto de 300 kW en la Universidad Técnica de Darmstadt para evaluar la estabilidad del sistema y confirmar las estimaciones de captura y recuperación de energía en condiciones reales de operación.
Recomendaciones
Se recomienda continuar con las pruebas experimentales del proceso IHCaL para confirmar su eficiencia en condiciones reales. También se sugiere mejorar el diseño del sistema de transferencia de calor para evitar pérdidas de energía. Además, sería conveniente usar combustibles biológicos o residuos orgánicos, con el fin de reducir aún más las emisiones de CO₂. Finalmente, se propone analizar los costos y beneficios de aplicar esta tecnología a gran escala y en otras industrias como la del cemento.
Adaptación: Salud
Mitigación: Procesos industriales y usos de productos
Escala: Regional
Ámbito geográfico: Alemania, Italia y España
Palabras clave: Bucle de calcio, descarbonización industrial, captura de CO₂, producción de cal, eficiencia energética.
Cita de la interpretación
GUIOP VALQUI, MARIA CARMITA, 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/a03bc9a7-54b1-480c-8c29-6cba249cff2d