ES2315187A1 - Sistema de secuestro de dioxido de carbono. - Google Patents
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Abstract
Sistema de secuestro de dióxido de carbono, que consiste en hacer reaccionar el dióxido de carbono (CO{sub,2}), con productos resultantes de una electrolisis (por ejemplo de agua o de cloro-alcalí), para la transformación en productos tales como metanol o carbonatos, en los cuales el CO{sub,2}, queda secuestrado en una forma aprovechable y no contaminante.
Description
Sistema de secuestro de dióxido de carbono.
La presente invención está relacionada con la
reducción de la contaminación atmosférica, proponiendo un sistema
para eliminar el dióxido de carbono (CO_{2}), mediante su
captación y transformación en sustancias que se pueden almacenar y
que tienen utilidad como materias primas.
El dióxido de carbono (CO_{2}) es un desecho
que provoca muchos problemas medioambientales, generándose por
emisiones industriales, emisiones residenciales y emisiones del
transporte, de las cuales procedencias, la industrial es la única
que permite la captación del CO_{2} y su almacenamiento para no
difundirlo a la atmósfera, pero incluso en este caso se plantea el
problema de qué hacer con el CO_{2} que se recoge, siendo el
almacenamiento costoso y problemático.
Para evitar concentraciones inaceptables de
dióxido de carbono en la atmósfera, se han desarrollado tecnologías
de captación de dicho gas y su almacenamiento en fosas terrestres o
marítimas, pero estas tecnologías tienen un límite de
aplicabilidad, debido al carácter temporal de los
almacenamientos.
En ese sentido, el almacenamiento marítimo del
CO_{2}, por ejemplo, tendrá un retorno a la atmósfera en el
futuro, trasladando el problema a futuras generaciones; y, además
dicho almacenamiento marítimo de CO_{2} ocasiona un cambio del pH
del agua, con el consiguiente efecto medioambiental.
Por otro lado, el almacenamiento de grandes
cantidades de CO_{2} requiere un control constante en tiempo
infinito, teniendo el riesgo de que un escape accidental puede
causar problemas importantes.
Una tecnología alternativa para almacenar
dióxido de carbono permanentemente, es la captación del dióxido de
carbono por carbonación mineral. El proceso de la carbonación
mineral se produce de forma natural por la reacción del CO_{2}
con los minerales. El proceso consiste en una reacción
ácido-base, en la cual un ácido
(H_{2}CO_{3}/CO_{2}) es neutralizado por una base sólida
(mineral).
De acuerdo con la invención se propone un
sistema de secuestro de CO_{2}, con el cual se consigue, por un
lado, la reducción de las emisiones de CO_{2}, y por otro lado
proporcionar productos que son susceptibles de utilización como
materias primas en otras aplicaciones.
Este sistema objeto de la invención consiste en
la conversión de CO_{2}, mediante la síntesis de carbonatos y la
síntesis de metanol, como productos que pueden tener utilidad
práctica y que suponen un almacenamiento de CO_{2} estable y no
gaseoso en combinación con una electrólisis cloro-álcali o una
electrólisis de agua, que proporcionan las materias primas para el
mencionado secuestro de CO_{2}, utilizando para el desarrollo de
esos procesos una fuente de energía renovable, como por ejemplo
energía eólica.
Según una realización, se realiza una
electrólisis del agua obteniéndose hidrógeno y oxígeno, a partir de
la cual el hidrógeno resultante se utiliza en la síntesis del
metanol para reaccionar con el CO_{2} dando lugar a la formación
del mencionado metanol susceptible de utilizarse en aplicaciones
como la fabricación de plásticos.
Según otra realización, en combinación con el
proceso de la síntesis de carbonatos se realiza una electrólisis
cloro-álcali sobre una salmuera que puede ser el residuo de un
proceso de desalinización, a partir de la cual se obtienen
hidróxidos que se utilizan en la síntesis de carbonatos para
reaccionar con el CO_{2}, los cuales son utilizables en
industrias como la del cristal, detergente, acero, química,
alimentación animal, papel, tratamiento de aguas, etc...
De la electrólisis cloro-álcali, al mismo tiempo
que se proveen los hidróxidos necesarios para la fijación de
CO_{2} en la síntesis de carbonatos, se obtienen también
hidrógeno, que puede ser utilizado como sistema de almacenamiento
de energía, así como cloro, que tiene un elevado valor en el
mercado.
Se obtiene así un sistema, con el que mediante
la síntesis de carbonatos y de metanol se secuestra CO_{2}
previamente capturado en forma gaseosa de una fuente de emisión
contaminante y se almacena en forma no gaseosa evitando su emisión
a la atmósfera, reduciendo por lo tanto el aumento de contaminación
por el mismo.
Por todo ello, el sistema de la invención
resulta de unas características ciertamente ventajosas,
adquiriendo vida propia y carácter preferente en la función para la
que esencialmente está destinado, que es la eliminación del
CO_{2} como elemento contaminante.
La figura 1 muestra un esquema en bloques del
proceso de desarrollo global del sistema utilizando una
electrólisis de agua.
La figura 2 es un esquema en bloques del proceso
de dicho sistema preconizado utilizando una electrólisis
cloro-álcali.
El objeto de la invención se refiere a un
sistema destinado para el secuestro del CO_{2} generado
industrialmente y su transformación a formas de utilización
práctica, de modo que se eliminan los efectos perjudiciales del
mismo, evitando asimismo los problemas de los métodos
convencionales de secuestro de este gas mediante almacenamientos
gaseosos.
El sistema preconizado consiste en un proceso de
síntesis de metanol, en combinación con una electrólisis de agua y
de un proceso de síntesis de carbonatos en combinación con una
electrólisis cloro-álcali.
Mediante la electrólisis de agua se obtiene el
hidrógeno necesario para la síntesis de metanol.
Mediante la electrólisis cloro-álcali se
obtienen los hidróxidos (NaOH, KOH) necesarios para la síntesis de
carbonatos.
Mediante las reacciones de la síntesis de
metanol y de la síntesis de carbonatos se consigue una fijación de
CO_{2}, de manera que se produce una reacción de este gas con los
productos de reacción procedentes de las electrólisis antes
mencionadas, dando lugar a productos resultantes que son
utilizables como materias primas en otras aplicaciones mientras que
el CO_{2} queda fijado en dichos productos de forma no gaseosa,
estable y no perjudicial.
Según una realización (figura 1), el proceso
para el secuestro del CO_{2} se lleva a cabo a partir de una
electrólisis de agua de la cual se obtiene oxígeno (O_{2}) e
hidrógeno (H_{2}), utilizándose este último para reaccionar con
el CO_{2} en la síntesis de metanol según la reacción:
CO_{2} + 3
H_{2} \rightarrow CH_{3}OH +
H_{2}O
De esta forma se obtienen agua (H_{2}O) y
metanol (CH_{3}OH), producto éste último que se puede transformar
fácilmente en formaldehídos, de los cuales se obtienen, por
ejemplo, los plásticos que se utilizan habitualmente.
Para el proceso de la electrólisis de agua y de
la síntesis de metanol se prevé el empleo de una fuente de energía
renovable, como por ejemplo, energía eólica con el fin de que la
propia fuente energética no sea productora a su vez de CO_{2}
contaminante en contrasentido con la finalidad del sistema
preconizado.
Según otra realización (figura 2), que no altera
el concepto de la invención en cuanto a la finalidad de captación
de CO_{2}, el proceso se realiza a partir de una electrólisis
cloro-álcali sobre el residuo de un proceso de desalinización de
agua, la salmuera, obteniéndose de dicha electrólisis cloro-álcali
hidróxido de sodio (NaOH) y/o hidróxido de potasio (KOH) los cuales
se utilizan para reaccionar con el CO_{2} en la síntesis de
carbonatos, empleándose igualmente una fuente de energía renovable,
según la siguiente reacción:
2NaOH +
CO_{2} \rightarrow Na_{2}CO_{3} +
H_{2}O
2KOH + CO_{2}
\rightarrow K_{2}CO_{3} +
H_{2}O
De dicha electrólisis cloro-álcali se obtienen
además hidrógeno (H_{2}), que puede ser utilizado también como
sistema de almacenamiento de energía o para la síntesis de metanol
en el propio proceso de secuestro de CO_{2} según la realización
anterior, y cloro (Cl_{2}), que es un producto de alto valor
económico.
De la reacción de los hidróxidos (NaOH y KOH)
con el CO_{2}, en la síntesis de carbonatos, se obtienen en este
caso carbonato de sodio (Na_{2}CO_{3}) y/o carbonato de potasio
(K_{2}CO_{3}), que son productos utilizables como materias
primas en otras industrias.
Claims (5)
1. Sistema de secuestro de dióxido de carbono,
para reducir las emisiones de CO_{2} a la atmósfera,
caracterizado porque consiste en hacer reaccionar el CO_{2}
con productos resultantes de diferentes tipos de electrólisis
(cloro-álcali y de agua), para la transformación en productos tales
como metanol o carbonatos utilizables para otras aplicaciones, de
forma que se produce una captación de CO_{2}, el cual en la
reacción con los productos procedentes de dichas electrólisis queda
secuestrado en una forma aprovechable y no contaminante.
2. Sistema de secuestro de dióxido de carbono,
de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado
porque el proceso se desarrolla a partir de una electrólisis de
agua para su descomposición en sus componentes básicos oxígeno
(O_{2}) e hidrógeno (H_{2}), utilizándose el hidrógeno
resultante para reaccionar con el CO_{2} obteniéndose metanol
(CH_{3}OH).
3. Sistema de secuestro de dióxido de carbono,
de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado
porque el proceso se desarrolla a partir de una electrólisis
cloro-álcali que produce cloro (Cl_{2}), hidrógeno (H_{2}) e
hidróxidos (NaOH, KOH,...) utilizándose los hidróxidos resultantes
(NaOH, KOH,...) para reaccionar con el CO_{2} en la síntesis de
carbonatos (Na_{2}CO_{3}, K_{2}CO_{3}, ...).
4. Sistema de secuestro de dióxido de carbono,
de acuerdo con las reivindicaciones primera y tercera
caracterizado porque en la electrolisis productora de los
hidróxidos (NaOH, KOH) destinados para la síntesis de carbonatos se
obtienen también hidrógeno y cloro como productos independientes
utilizables.
5. Sistema de secuestro de dióxido de carbono,
de acuerdo con las reivindicaciones primera a cuarta,
caracterizado porque para el desarrollo de todos los
procesos y reacciones se utiliza una fuente de energía renovable,
tal como la energía eólica.
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