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Dr. Elías Rodríguez Martín

SETTE-Química

Julio 2014

Utilizaciones del CO2

Energía sostenible: hacia un nuevo modelo energéticoLa Granja de San Ildefonso

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OBJETIVO:

Demostrar la eficacia del CO2 procedente de los gases de combustión,

como alternativa a los compuestos clorados, para el control del

macrofouling, en los circuitos de refrigeración de las centrales térmicas

refrigeradas con agua de mar.

Generación Térmica. SETTE-Química Proyecto CO2FORMARE

Demostrar a un nivel pre-industrial, la posibilidad técnica de:

reducir las emisiones de CO2 de fuentes estacionarias,empleando los gases de combustión, como fuente de CO2,para el control del macrofouling.

Proyecto:“Use of CO2 as a substitute of chlorine-based chemicals

used in O&M industrial processes for macrofoulingremedation”

LIFE+ CO2FORMARELIFE13 ENV/ES/000426

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El problema del macrofouling.

El ensuciamiento causado por organismos grandes, como lasostras, mejillones, almejas, percebes, etc., se conoce comomacrofouling.

Por lo general, estos organismos son un problema de los grandessistemas de refrigeración de un solo paso o sistemas derefrigeración de bajo ciclo, que emplean agua de refrigeracióndirectamente de fuentes naturales (ríos, lagos, mares).


Proyecto CO2FORMARE

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Antecedentes

Certificado como proyecto deInnovación (nº 46.007.10-101209-CER-RD.001), por la Agencia deCertificación en InnovaciónEspañola (ACIE)

Proyecto CENIT:

“Utilizacionessostenibles del CO2”.

SOST-CO2

2008-2011

6.5 Acidificación de efluentes de aguadulce procedentes de circuitos derefrigeración de plantas eléctricas.

A6.6 Estudio de las condicionesadecuadas para evitar el desarrollo delmacrofouling en sistemas derefrigeración de agua de mar.

Certificado como proyecto deInvestigación y Desarrollo por

AENOR (Nº 068/1050/10)

Estudios realizados en los últimos años en relación al control del macrofouling:


Proyecto CO2FORMARE

Para resolver el problema se ha constituido unconsorcio formado por:

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Consorcio

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- CO2

Etapas del proceso:

Extracción /Concentración

Disolución

1.- Extracción y Concentración.

2.- Almacenamiento.

3.- Disolución.

Almacenamiento

Parte industrial

Parte biológica

1.- Detección larvaria.

2.- Seguimiento de la fijación.

3.- Control físico-químico del medio.


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1ª Etapa. Extracción de CO2

Westec Environmental Solutions, LLC (WES)


Se utilizará la tecnología de:

Realización de prototipo en:

Hazelwood Power Station (Australia)

Proyecto CO2FORMARE

• El absorbedor de WES crea una matriz de

micro-espuma que intensifica drásticamente

la transferencia de masa.

• Esta matriz de transferencia de masa de

micro-espuma proporciona un incremento

notable del área superficial de absorción en

comparación con los absorbedores

convencionales de gas / líquido

• El Absorbedor de WES difiere de la

tecnología convencional de absorción en la

utilización absorción en co-corriente, en

lugar de en contra-corriente. Con esto, WES

es capaz de operar a velocidades de gas

muy por encima de las toleradas en los

absorbedores convencionales, sin pérdidas

significativas de disolvente. La eficiencia del

proceso de WES aumenta con el aumento de

la velocidad del gas, una característica única

de WES.

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WES FROTH Absorber


Proyecto CO2FORMARE

WES Patents:

• The US patent for the FROTH GENERATOR is titled: Method and Means for Simultaneously Generating an

AQUEOUS-FROTH and Numerous Micro-Droplets for Use in Filtering a Contaminated Air Stream.

Published December 21, 2010 and assigned U.S. Patent No. 7,854,791.

• The US patent for the Advanced AQUEOUS-FROTH AIR (AFA) filter is titled: Method and Means for Filtering

an Air Stream Using an Aqueous-Froth Together with Nucleation. Published March 29, 2005 and assigned

U.S. Patent No. 6,872,240 B2.

• The first US patent for the AQUEOUS-FROTH AIR (AFA) filter invention is titled: Method and Means for

Filtering an Air Stream with an Aqueous-Froth. Published September 9, 2003 and assigned U.S. Patent No.

6,616,733 B1.

PATENTS PENDING:

• The AQUEOUS-FROTH AIR (AFA) Filter with Nucleation invention has been filed and approved in Europe as

an n EPO application with designated member nations of the European Community.

• The Flooded Tube Gas Absorber. Provisional patent application: Filed February 14, 2011. US 61/463,194.

• Absorber. Provisional patent application: Filed September 27, 2011. US 61/626,493.

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Generación Térmica. SETTE-Química

Proyecto CO2FORMARE

2ª Etapa. Almacenamiento

Dos son los conceptos iniciales.

• Concéntrico: Se trata de una

configuración multidepósito mediante

tanques esféricos o cilíndricos

concéntricos de diferente diámetro,

que soportan solamente la presión

diferencial entre los mismos.

• Multicavidad. Se trata de una

configuración con una multitud de

pequeñas cavidades, a fabricar por

estampación a partir de un solo molde,

de esta forma se reduce el número de

operaciones de conformado, así como

el número y la complejidad de las

soldaduras. 56


Proyecto CO2FORMARE

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3ª Etapa. Disolución del gas en el agua

Necesidad de desarrollar/optimizar los sistemasde disolución del gas en el agua.

CO2 Gas

Agua


Proyecto CO2FORMARE

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El seguimiento de los aspectos biológicos, técnicas de identificación larvaria, estudios de mortandady de corrosión de estructuras, se llevarán a cabo en colaboración con: OX-CTA y NALCO.

Parte biológica.

Proyecto CO2FORMARE

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Inyección

Almacenamiento

Captura


Desarrollo en: CTCC CASTELLÓN

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B1

Estudio Viabilidad técnica de las alternativas

Ingeniería de detalle

2014 2015 2016 2017

Tarea S3 S4 S1 S4 S1

Técnicas de muestreo, identificación y recuento

S2 S3 S4 S1 S2 S3

B2

Ensayo piloto mortandad larvas mejillón

Estudio corrosión materiales en agua de mar

Seguimiento prueba industrial en la CCGT- Castellón

B3

Diseño de ingeniería básica y de detalle

Desarrollo de los sistemas físicos

Desarrollo de los sistemas eléctricos y de control

Pruebas de validación

B4

Diseño conceptual de las alterniativas

Desarrollo conceptual CAD 3D

Estudio de los costes de ambos diseños

Fabricación de prototipo

Análisis de la solución obtenida.

B5

Diseño y construcción del disolvedor de CO2

Instalación del equipo en la central Castellon2

Operación del disolvedor y evaluación de la eficiencia dosificación

S2 S2 Buffer period

Cronograma


Proyecto CO2FORMARE

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Las estimaciones previas indican que en un CC de 400 MWpodrían utilizarse hasta:

50.000 tn. CO2/año

Evitando 1500 tn/año de NaClO


Proyecto CO2FORMARE

62Generación Térmica. SETTE-Química Proyecto CO2FORMARE

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RESUMEN


Proyecto CO2FORMARE

Bibliografía• Practical Manual for Zebra Mussel Monitoring and Control. Renata Claudi and Gerald L. Mackie. Lewis Publisher, 1994

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• Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC). Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, Summary for Policymakers.

http://www.ipcc.ch/activity/srccs/index.html, 2005.

• Guía simplificada del "Informe especial sobre captura y almacenamiento de dióxido de carbono del Grupo. Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio

Climático”. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Abril 2006; [email protected].

• Enrique Navarro, Montse Bacardit, Luciano Caputo,Toni Palau and Joan Armengol. “Limnological Characterization and Flow Patterns of a Three-coupled Reservoir

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• Aranjuelo, I., Pardo, A., Biel, C., Savé, R., Azcón-Bieto, J. & Nogues, S. 2009. Effects of long term exposure to elevated CO2 conditions in slow growing. Global

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• Impact of pH on survival and settlement of dreissenid mussels. Renata Claudi, Albert Graves, Anna Carolina Taraborelli, Robert J. Prescott and Sergey E. Mastitsky.

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• John Chamberlain. Captura y almacenamiento de CO2. Captura de CO2 en Post‐combustión.. 10º Congreso Nacional del Medio Ambiente (Conama 10). 23 de

noviembre de 2010.

• “Estudio para el control del macrofouling en sistemas de refrigeración (2005-2009). IBERDROLA. Inf: ERM Marzo 2010.

• EPRI; “Post-Combustion CO2 Capture Technology Development”. 2011 Update.1022133

• Captura y almacenamiento de CO2. Criterios para evaluar la idoneidad de una estructura geológica como almacén de CO2. Bernardo Llamas Moya. Servicio de

Publicaciones Universidad de Huelva, 2009.

• El CO2 como recurso. De la captura a los usos industriales. Lourdes F. Vega. Ed: Fundación Gas Natural. Barcelona. 1ª edición, 2010.

• Usos del CO2: un camino hacia la sostenibilidad. pteCO2 Plataforma Tecnológica Española del CO2. 1ª Edición. Abril 2013.

• Combustibles Sostenibles del Siglo XXI. Colección: Avances de Ingeniería. Análisis de situación y prospectiva de nuevas tecnologías energéticas. Ed: Asociación

Nacional de ingenieros, Universidad Pontificia de Comillas. Madrid 2013.

• Final Draft, Working Group III contribution to the IPCC 5th Assessment Report "Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change"

• Htpp://www.wes-worldwide.com

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mailto:[email protected]

Elías Rodríguez

[email protected]

Gracias

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