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OXICOMBUSTION

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La principal actividad es la caracterización del funcionamiento de reactores de lecho fluido y de la conversión térmica de sólidos de un amplio rango de combustibles sólidos, desde carbones, a biomasas u otros residuos, todo ello con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 en los procesos industriales y minimizar otras emisiones contaminantes propias de la combustión. Dicha caracterización se realiza gracias a la experimentación desarrollada en dos instalaciones:
  • La planta de lecho fluido de oxicombustión, donde se diseñan y se llevan a cabo los experimentos para la caracterización de la conversión termoquímica del combustible, de la generación de emisiones contaminantes, se realizan estudios de deposición de cenizas, formación de cloruros, así como de la fluidodinámica y de la transferencia de calor durante la combustión. La planta permite alimentar un amplio rango de caudales de combustible, así como mezclas de los mismos; alimentar aire secundario a diferentes alturas, con el objeto de minimizar las emisiones de NOx y CO. Junto a las condiciones oxidantes convencionales de aire se pueden alimentar al reactor mezclas de O2/CO2 y de O2 y gases recirculados pudiendo estudiar la conversión termoquímica en condiciones de oxicombustión.
  • La planta de lechos fríos interconectados que permite la caracterización de esta tecnología de reactores, particularmente enfocados al desarrollo de los ciclos carbonatación-calcinación y chemical looping, para su aplicación en la captura de CO2 de grandes instalaciones industriales y energéticas. La caracterización incluye el análisis de fluidodinámica con distintos tipos de materiales, granulometría, densidad y el control de la operación para diferentes regímenes de funcionamiento.

Además del diseño de experimentos y la operación y realización de las diferentes pruebas en las plantas piloto, el equipo del Laboratorio del Área de Reducción de Emisiones de CIRCE realiza estudios de modelado, escalado y optimización de estas tecnologías, destinadas a la mejora de la eficiencia energética y la reducción de emisiones en plantas termoeléctricas y sectores industriales intensivos en consumos de recursos y energía.




Datos de la empresa

Servicios y tecnologías:
Servicios
  1. Caracterización detallada de la combustión en lecho fluido. El laboratorio de lecho fluido burbujeante presta servicio a aquellos organismos o empresas interesadas en conocer el comportamiento de combustibles sólidos para su valorización energética, en un lecho fluido burbujeante.
  2. Diseño y modelado de sistemas de combustión de sólidos en lecho fluido. Se realizan actividades de diseño y modelado, junto a la experimentación, para predecir cómo se va a comportar un combustible con unas condiciones específicas en un reactor.
  3. Caracterización detallada de la oxicombustión en lecho fluido. El laboratorio de oxicombustión en lecho fluido burbujeante presta servicio a aquellos organismos o empresas interesadas en caracterizar combustibles sólidos en condiciones de oxicombustión, con el fin de concentrar el CO2 para su posterior transporte y almacenamiento.
  4. Caracterización fluidodinámica de instalaciones basadas en lechos fluidos circulantes interconectados. Esta planta ofrece servicios de diseño y desarrollo de experimentos para caracterización fluidodinámica de sistemas de circulación de sólidos (por ejemplo ciclos de carbonatación-calcinación) basados en lechos fluidos circulantes, bajo diferentes condiciones de granulometría, densidad y velocidad de fluidización.
  5. Dimensionado, modelado y optimización de sistemas de captura de CO2. Dimensionado básico y modelado matemático de sistemas de captura de CO2, integración energética óptima en configuraciones de plantas ya existentes o propuesta de nuevas configuraciones, y análisis termo-económico de las soluciones planteadas.
Tecnologías
  • La tecnología está basada en la aplicación de los lechos fluidos, tanto burbujeantes como circulantes, para la reducción de emisiones contaminantes y de efecto invernadero, y en particular, hacia la captura de CO2 de grandes focos emisores, tanto en  procesos industriales intensivos, como en centrales de potencia. El desarrollo y puesta en marcha de estas plantas piloto para la captura de CO2 ha sido realizado enteramente por investigadores de CIRCE, poniendo al servicio de las empresas plantas piloto de tamaño y uso poco convencionales.
  • La tecnología de lecho fluido ha sido ya desarrollada a gran escala en ciertos lugares del mundo para la conversión termoquímica de combustibles sólidos, particularmente aquellos cuyos pretratamientos hacen menos atractivo su uso en calderas convencionales. Sin embargo, el laboratorio de CIRCE es pionero en España en aplicar la oxicombustión como tecnología de captura de CO2 en lecho fluido burbujeante a escala piloto. A este respecto, la planta piloto de oxicombustión ofrece una flexibilidad de combustibles y comburentes a escala experimental, atractiva para diferentes actores en el sector energético.
  • Por otro lado, la tecnología de lechos fluidos circulantes interconectados está en desarrollo y no ha sido implementada a gran escala. A este respecto, la planta piloto de flujo frío del Laboratorio CIRCE ofrece la posibilidad de caracterizar diferentes tipos de sólidos, susceptibles de ser utilizados en procesos industriales de Carbonatación-Calcinación o Chemical-Looping
Proyectos relevantes:
  1. O2GEN: “Optimizacion of Oxygen based CFBC Technology with CO2 Capture, 2012 – 2015”. Proyecto del VII Programa Marco de la Comisión Europea, coordinado por Fundación CIRCE, y en el que participa el siguiente consorcio internacional: Lappeenranta University, VTT y Foster Wheeler (Finlandia), Air Liquide (Francia), Silesian University (Polonia), CSM (Italia), CIUDEN, Endesa Generación, Inerco y Universidad de Sevilla (España).
  2. OXICEN- “Oxicombustión conjunta de carbón y biomasa en lecho fluido. Ensuciamiento y corrosión por deposición de cenizas, 2013 – 2015”. Proyecto del Plan Nacional de I+D desarrollado conjuntamente entre Fundación CIRCE e Instituto de Carboquímica (CSIC).



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