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 SERVAN RUTH ESTHER
Fecha de interpretación
19/11/2025
Revisor
Calderon Martha S.
Resultados y conclusiones
La producción de cal es una fuente importante de emisiones de CO₂, tanto por el consumo de combustibles como por la descomposición térmica de la piedra caliza. Este estudio desarrollado en una planta industrial alemana evaluó la implementación del proceso de Carbonate Looping con calentamiento indirecto (IHCal) (tecnología que usa cal y calor para capturar y separar CO₂ de forma más eficiente) ara capturar estas emisiones. Los resultados mostraron que la configuración totalmente integrada redujo las emisiones en un 87.4%, mientras que la opción de final de tubería para plantas existentes logró una reducción del 70.5%. El proceso demostró ser energéticamente viable, ya que el 30% del calor residual se convirtió en electricidad y el material purgado alcanzó una pureza del 97.5%, apto para su comercialización. El estudio concluye que el IHCal representa una solución técnica efectiva para la descarbonización de la industria de la cal, siendo la integración completa la alternativa más eficiente.
Metodología y datos
El estudio se realizó en una planta de cal industrial en Alemania que emplea un horno rotatorio precalentado y produce más de 600 toneladas diarias. Para evaluar la viabilidad del proceso de Carbonate Looping con calentamiento indirecto (IHCal), los investigadores utilizaron el software de simulación ASPEN PLUS™ V11. Este modelo simuló los balances de masa y energía para dos configuraciones diferentes, una integración de final de tubería y una planta completamente nueva. La simulación incorporó datos operativos reales de la planta, incluyendo la composición del lignito utilizado como combustible y las características de la piedra caliza como materia prima. Los parámetros de operación se establecieron según pruebas piloto anteriores, manteniendo el carbonatador a 650°C, el calcinador a 900°C y una eficiencia de captura de CO₂ del 90%. Se analizaron variables como la eficiencia térmica del sistema, la temperatura de precalentamiento del aire, la tasa de circulación del sorbente y la pureza del CO₂ capturado, con el fin de evaluar la estabilidad y el rendimiento del proceso.
Limitaciones de la investigación
El estudio se basa en modelos de simulación en estado estacionario (ASPEN PLUS™), cuyos resultados dependen de supuestos teóricos y podrían diferir en el comportamiento dinámico de una planta industrial real. La validación experimental completa aún está en proceso a la espera de las campañas de prueba en la planta piloto de 300 kW. Además, la viabilidad económica y técnica de componentes críticos como el intercambiador de calor sólido-sólido, no está totalmente garantizada y se encuentra en fase de evaluación. La suposición de que el material purgado (CaO) es de calidad comercializable, aunque prometedora, requiere verificación empírica para confirmar que cumple con los estándares de la industria.
Recomendaciones
Se recomienda priorizar la implementación del proceso IHCal en nuevas plantas de cal por su alta eficiencia (87% de reducción de emisiones), mientras que para plantas existentes se sugiere el retrofit con la configuración de final de tubería. Del mismo modo, es fundamental promover el uso de combustibles biogénicos para alcanzar emisiones negativas, invertir en la optimización del intercambiador de calor sólido-sólido para mejorar la eficiencia energética y validar la calidad comercial del CaO purgado para asegurar la viabilidad económica del sistema.
Adaptación: Salud
Mitigación: Energía, Procesos industriales y usos de productos
Escala: Regional
Ámbito geográfico: Italia,España,Alemania
Palabras clave: Bucle de calcio, captura de dióxido de carbono, bucle de calcio, calentamiento indirecto, modelado de procesos de bucle de carbonato
Cita de la interpretación
GUIOP SERVAN, RUTH ESTHER, 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/a03f5c9d-f0d3-4612-850c-779c4af08c9c