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ES2332860B1 - Sistema para la captacion y eliminacion del co2 generado en los procesos industriales. - Google Patents

Sistema para la captacion y eliminacion del co2 generado en los procesos industriales. Download PDF

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Abstract

Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales.
En figura número 1, vemos que gases contaminantes CO_{2}-dióxido carbono-NO_{x}-óxido nítrico y SO_{x}-óxido de azufre-,
generados por combustión energías fósiles en procesos industriales (1), se introducen tubería (2) en depósito de reacción (3); por tolva (4) suministramos CaSO_{4}-sulfato de calcio- a depósito reacción (3) donde se produce proceso transformación gases contaminantes, en CaCo_{3}-carbonato cálcico- este recogido por decantación por tubería (5), mientras (NH_{4})_{2}SO_{4}-sulfato de amonio- es extraído del depósito de reacción (3) por tubería (6) para proceso cristalización por nebulización (7).
El (NH_{4})_{2}SO_{4}-sulfato amonio- cristalizado se traslada tubería (8) hasta instalación (9) donde por descomposición térmica se obtiene H_{2}SO_{4}-ácido sulfúrico-, recogido por tubería salida (10). Gases NH_{3}-amoniaco- producidos en proceso, se envían por tubería (11) hasta depósito reacción (3).

Description

Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales.
Antecedentes de la invención
La gran preocupación que implican las emisiones de CO_{2} a la atmósfera y la entrada en vigor de protocolos, como el de Kyoto, así como medidas gubernamentales en la materia encaminadas a penalizar a aquellas empresas que más CO_{2} emitan a la atmósfera, justifica de por sí la iniciativa de cualquier invención que sea capaz de captar y eliminar mediante fijación, el CO_{2} generado en los procesos industriales.
Dados los elevados índices de emisiones de CO_{2} que presenta nuestro país en los últimos años, la situación se presenta cada vez más preocupante, por lo que se tendrán que buscar métodos para conseguir reducir las emisiones de CO_{2} a la atmósfera.
Es dentro de esta realidad, donde se encuadra la presente invención, que desarrolla un sistema que tras capturar el CO_{2} producido por cualquier proceso industrial (cementeras, centrales termoeléctricas, siderúrgicas, incineradoras, etc.), se consigue mediante un proceso de reacciones químicas, la eliminación mediante fijación del CO_{2} evitando su emisión a la atmósfera, tal como viene sucediendo actualmente.
Objeto de la invención
Por todo ello el motivo de la presente invención trata de la eliminación, mediante fijación, del CO_{2} generado en los procesos industriales, posibilitando además el uso de determinados combustibles ó instalaciones, como es el caso de las incineradoras que por su alto grado de contaminación son de difícil implantación en lugares próximos a núcleos de población, pudiendo con este sistema ser ubicada en cualquier polígono industrial eliminado de esta forma altos costes de transporte y contaminación.
La presente invención, tal y como expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en un nuevo "Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales", cuyo funcionamiento viene determinado por la introducción de una tubería conductora del CO_{2} generado por cualquier instalación industrial, previo paso por un filtro de materia inorgánica, dentro de un depósito el cual denominaremos "depósito de reacción", a temperatura y presión para que reaccione con el agua, previamente saturada de amoniaco, formándose de esta forma el carbonato amónico. Una vez obtenido el carbonato amónico, introduciremos dentro del depósito de reacción sulfato de calcio, para provocar una serie de reacciones químicas en cadena, las cuales desarrollaremos a continuación, y que nos llevan a la obtención de carbonato cálcico y sulfato de amonio. El carbonato cálcico lo recuperamos del depósito por decantación, mientras que el sulfato de amonio se extrae del depósito y se somete a un tratamiento de cristalizado por nebulización para alcanzar su cristalización y posteriormente, por descomposición térmica, ser transformado en ácido sulfúrico.
Descripción de la invención
"Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales", que consiste, tal como hemos indicado anteriormente, en un depósito de reacción donde se introducen de forma continua, las emisiones de CO_{2} y otros gases contaminantes generados por cualquier instalación industrial. Dentro del depósito de reacción se recepcionan los gases CO_{2} -dióxido de carbono-, NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x}, -óxido de azufre- a temperatura y presión para que reaccionen con el agua existente dentro del tanque, saturada de NH_{3}(ac), -amoniaco acuoso-, formándose de esta forma el (NH_{4})_{2}CO_{3}, -carbonato amónico y bicarbonato amónico- y (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-.
Una vez obtenido el (NH_{4})_{2}CO_{3}, -carbonato amónico-, introducimos dentro del depósito de reacción, una cantidad de CaSO_{4}, -sulfato de calcio-, con lo que se formará CaCO_{3}, -carbonato cálcico- y (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-. En esta fase del proceso los gases contaminantes-, NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x}, -óxido de azufre-, han sido transformados por la reacción química, en pequeñas cantidades de Ca(NO_{3})_{2} -nitrato cálcico- y en (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-.
Finalizada esta fase del proceso en el depósito de reacción, el CaCO_{3}, -carbonato cálcico-, es recuperado por decantación y el (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, lo someteremos a un tratamiento de cristalización por nebulización para alcanzar su estado sólido, donde posteriormente y por descomposición térmica, obtendremos el H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico-.
El NH_{3}, -amoniaco en gas-, que se produce durante esta fase del proceso, se recupera y vuelve a ser introducida dentro del depósito de reacción para su reutilización de una forma continuada. Las cantidades de CaSO_{4} -sulfato de calcio- que requiere el proceso, son suministradas al depósito de reacción de acuerdo a sus necesidades.
Breve enunciado de la figura
En la Figura número 1, se representa de forma gráfica, el conjunto que forma la instalación de este nuevo "Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales", cuya principal novedad es la eliminación del CO_{2} -dióxido de carbono- y de los gases NO_{x} - óxido nítrico y SO_{x} -óxido de azufre-, procedentes de la combustión de las energías fósiles en las plantas industriales, y donde, (1) representa la propia planta ó instalación industrial generadora de gases contaminantes; (2) es la tubería procedente de la planta industrial y portadora de los gases de CO_{2} -dióxido de carbono-, NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x} -óxido de azufre- para su introducción en el depósito de reacción; (3) es el propio depósito de reacción donde se gesta todo el proceso de eliminación de los gases contaminantes; (4) representa la tolva de alimentación al depósito de reacción, del CaSO_{4} -sulfato cálcico-; (5) representa la tubería de evacuación del depósito de reacción (3), del producto obtenido en forma de CaCO_{3} -carbonato cálcico-; (6) es la tubería de evacuación, del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- del interior del depósito de reacción (3) hasta el sistema de cristalización por nebulización; (7) representa la instalación para la cristalización por nebulización del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-; (8) es la tubería de traslado del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, cristalizado hasta la instalación para su tratamiento de descomposición térmica; (9) es propiamente donde se produce la descomposición térmica del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, para su transformación en H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico-; (10) es la tubería de evacuación del H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico- obtenido en proceso de descomposición térmica (9); (11) es la tubería que recoge las emanaciones de NH_{3} -amoniaco en gas-, surgidas durante esta fase del proceso y su traslado hasta la introducción de nuevo en el depósito de reacción (3), con lo que concluye el proceso de eliminación del CO_{2} -dióxido de carbono y gases NO_{x}- oxido nítrico y SO_{x} -oxido de azufre-, generados en la combustión de las energías fósiles empleadas en las plantas de los procesos industriales (1).
En la Figura número 2, se representa de forma gráfica, el proceso de reacciones en cadena que se produce en el interior del depósito de reacción y el tratamiento de cristalización por nebulización, así como la obtención de H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico- por descomposición térmica, donde en su conjunto, forman el "Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales", donde se determina, de acuerdo con el siguiente esquema, que, (1) es el primer paso del proceso donde se introduce a temperatura y presión, el CO_{2} -dióxido de carbono- y los gases NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x} -óxido de azufre- procedentes de la planta industrial, para que reaccionen con el NH_{3}(ac), -amoniaco acuoso-, es decir, agua saturada de amoniaco para la formación del (NH_{4})_{2}CO_{3} -carbonato amónico- y trozos de NH_{4}NO_{3} -nitrato amónico- y (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-; (2) es lo que determinaremos como segundo paso del proceso, donde una vez obtenido el (NH_{4})_{2}CO_{3} -carbonato amónico-, introducimos dentro del depósito de reacción, CaSO_{4} -sulfato de calcio-, para su transformación en (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- CaCO_{3} -carbonato cálcico- y Ca(NO_{3})_{2} -nitrato cálcico-, este último componente en ínfimas cantidades; (3) es el tercer paso del proceso en el que, una vez obtenida la formación de CaCO_{3} -carbonato cálcico-, podremos recoger este producto por decantación en el fondo del depósito. Al mismo tiempo a través de una tubería de salida se produce la evacuación del interior del depósito del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, para ser sometido a un tratamiento de cristalización por nebulización, para lograr la solidificación del producto; (4) es la fase del proceso, donde se procede al tratamiento de cristalización por nebulización y cristalización del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-; (5) es la fase del proceso donde, una vez obtenida la solidificación del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, se procede a su descomposición térmica, obteniendo así, el H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico-.
El NH_{3} -amoniaco-, desprendido en esta fase del proceso, vuelve al sistema, es decir nuevamente al interior del tanque, para formar de nuevo el NH_{3}(ac) -amoniaco acuoso- del inicio del sistema.
Descripción de la forma de realización de la invención
A continuación se realiza una breve descripción de la invención, para la aplicación del "Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales", como podemos observar a través del esquema de la figura número 1 descrita, introducimos los gases contaminantes procedentes de la combustión de la planta industrial (1), dentro del depósito de reacción (3) a través de la tubería (2); simultáneamente, y por la tolva (4) introduciremos CaSO_{4} -sulfato de calcio- dentro del depósito de reacción (3) donde se produce todo el proceso de transformación de los gases tóxicos en CaCo_{3} -carbonato cálcico- los cuales son recogidos por decantación dentro del depósito (3) y evacuados a través de la tubería (5), mientras que el (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- es extraído del depósito de reacción (3) a través de la tubería (6) para su proceso de cristalización por nebulización (7). Posteriormente el
(NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- ya cristalizado es trasladado a través de tubería (8) hasta la instalación (9) donde se somete a descomposición térmica para obtener el H_{2}SO_{4} - ácido sulfúrico, el cual es recogido a través de tubería de salida (10). Los gases NH_{3} -amoniaco- producidos en esta fase del proceso, son enviados mediante tubería (11) hasta el depósito de reacción (3), donde vuelven al inicio del proceso.
Con este sistema hemos procedido a la eliminación de los gases contaminantes producidos en la combustión de las energías fósiles utilizadas por la industria.

Claims (6)

1. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, que esencialmente se caracteriza por que los gases contaminantes CO_{2} -dióxido de carbono-, NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x} -óxido de azufre-, son introducidos a temperatura y presión, dentro del depósito de reacción (3), para ser tratados con una mezcla de
NH_{3}(ac) -amoniaco acuoso- formándose así el (NH_{4})_{2}CO_{3} -carbonato amónico-, el NH_{4}NO_{3} -nitrato amónico- y el (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, añadiendo al proceso, mediante una tolva (4), una cantidad de CaSO_{4} -sulfato de calcio- que al mezclarlo con el (NH_{4})_{2}CO_{3} -carbonato amónico- reacciona de manera que se desprende en CaCO_{3} -carbonato cálcico-, Ca(NO_{3})_{2} -nitrato cálcico-, este en cantidades ínfimas y en (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-.
2. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, según reivindicación primera, que se caracteriza porque la reacción química de la combinación del (NH_{4})_{2}CO_{3} -carbonato amónico- con el CaSO_{4} -sulfato cálcico-, permite obtener CaCO_{3} -carbonato cálcico-, el cual precipita, y (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato amónico- quedando este en la disolución para la siguiente fase del proceso.
3. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque de los productos obtenidos, el CaCO_{3} -carbonato cálcico- es evacuado del depósito de reacción (3) a través de tubería (5) y puede ser ya destinado a fines comerciales, el otro producto, es decir el (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio-, es extraído del depósito de reacción (3) a través de tubería (6) y pasa a una siguiente fase de tratamiento para su cristalización por nebulización (7).
4. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por disponer de un proceso donde el (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- ya cristalizado, es transformado mediante la descomposición térmica (9) en H_{2}SO_{4} -ácido sulfúrico- y dispuesto para fines comerciales tras su salida por tubería de evacuación (10).
5. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los gases NH_{3} producidos en el proceso de descomposición térmica (9) del (NH_{4})_{2}SO_{4} -sulfato de amonio- ya cristalizado, son utilizados nuevamente en el inicio del proceso donde son enviados a través de tubería (11).
6. Sistema para la captación y eliminación del CO_{2} generado en los procesos industriales, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque el sistema inventado, según el proceso descrito dentro del depósito de reacción (3), permite la eliminación de los gases contaminantes, pasando a ser materia inorgánica no contaminante, CO_{2} -dióxido de carbono-, NO_{x} -óxido nítrico- y SO_{x} -óxido de azufre-, producidos en la combustión de todo tipo de energías, cualquiera que sea su origen, y que se generan en los procesos industriales, evitando así su vertido a la atmósfera.
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