Captura de CO2 mediante absorción no dispersiva con líquidos iónicos y desorción a vacío

Abstract

RESUMEN: La captura, utilización y almacenamiento de dióxido de carbono, se presenta como una de las estrategias actuales de mitigación más prometedoras para minimizar las emisiones de CO2 en grandes focos industriales en un corto periodo de tiempo. En este sentido, esta Tesis Doctoral contribuye al desarrollo de procedimientos innovadores para intensificar el proceso de captura convencional, mediante la tecnología de absorción no dispersiva con líquidos iónicos y desorción a vacío. Para ello, por un lado, se ha diseñado y validado experimentalmente, un modelo matemático en dos dimensiones de un módulo de membranas. Por otro lado, se han estimado las propiedades termodinámicas de los líquidos iónicos utilizados como absorbentes mediante modelos moleculares predictivos. Todo ello permite realizar un análisis paramétrico del rendimiento de la etapa de desorción, calcular los requerimientos energéticos y evaluar la influencia de la desorción en el rendimiento total de la captura de CO2. Los resultados obtenidos resultados logran rendimientos del 91% en la regeneración del absorbente y consiguen reducir los requerimientos energéticos del sistema convencional en 1 MJe·kg_CO2-1, poniendo de manifiesto el interés que suscita la tecnología estudiada, para la mejora de la etapa de regeneración convencional.

ABSTRACT: The capture, utilization and storage of carbon dioxide is presented as one of the most promising current mitigation strategies to minimize CO2 emissions in large industrial sites in a short period of time. In this sense, this Doctoral Thesis contributes to the development of innovative procedures for the intensification of the conventional capture process, using non-dispersive absorption technology with ionic liquids and vacuum desorption. For this purpose, on the one hand, a two-dimensional mathematical model of a membrane module has been designed and experimentally validated. On the other hand, the thermodynamic properties of the ionic liquids used as adsorbents have been estimated by means of predictive molecular models. All this allows a parametric analysis of the desorption performance and the CO2 desorbed flux, a calculation of the energy requirements and an evaluation of the influence of desorption process on the total CO2 capture performance. The results obtained achieve a regeneration efficiency of 91% and manage to reduce the energy requirements of the conventional system by 1 MJe-kg_CO2-1. These results highlight the interest of the novel intensification technology studied for the improvement of the conventional regeneration stage.