ES2599411T3

ES2599411T3 - Método y sistema para convertir dióxido de carbono en materiales de partida químicos

Info

Publication number: ES2599411T3
Application number: ES11763889.0T
Authority: ES
Inventors: Elena Arvanitis; Manfred Baldauf; Günter Schmid; Dan Taroata; Frank Walachowicz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: EP2816284A3; CN103221745B; EP2603737A2; CN103354887A; EP2816284A2; WO2012038329A3; EP2816284B1; US10151481B2; WO2012038329A2; EP2603756B1; US9285116B2; CN103221745A; EP2947387A1; WO2012038330A2; DE102010041033A1; EP2947387B1; EP2603756A2; US20130178677A1; US20130196271A1; WO2012038330A3

Abstract

Método para convertir dióxido de carbono en materiales de partida químicos, comprendiendo el método las etapas de: (a) aislar el dióxido de carbono del gas de escape emitido por un sistema (2) de combustión; (b) quemar un metal electropositivo en una atmósfera de dicho dióxido de carbono aislado para reducir dicho dióxido de carbono para dar dichos materiales de partida químicos, caracterizado porque una parte de la energía térmica proporcionada por la reacción de combustión exotérmica de dicho metal electropositivo con dicho dióxido de carbono aislado se usa para suministrar calor a un proceso de desorción de un procedimiento de captura/aislamiento de dióxido de carbono.

Description

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DESCRIPCION

Metodo y sistema para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos Antecedentes tecnicos

La invencion se refiere a un metodo y a un sistema para convertir dioxido de carbono en materias primas qulmicas que pueden usarse adicionalmente en procedimientos de slntesis industriales. Junto con la generacion de energla, la combustion de combustibles fosiles convencionales genera diversos subproductos qulmicos, tales como oxidos de nitrogeno, carbono y azufre que salen de la caldera o camara de combustion en forma de gas de escape. En el pasado era aceptable permitir que el gas de escape se descargara de las centrales electricas y las instalaciones industriales directamente a la atmosfera sin tratamiento adicional. Sin embargo, con las pruebas crecientes sobre el dano medioambiental asociado con, por ejemplo, la acidificacion de la atmosfera como resultado de las emisiones de oxido de azufre y el riesgo de cambio climatico adverso a partir del calentamiento global debido a las emisiones de gas de efecto invernadero, cada vez se hace mas importante el tratamiento del gas de escape para mitigar las emisiones con tecnicas de reduccion de la contaminacion. Las tecnologlas convencionales para el tratamiento del gas de escape implican procedimientos intensivos en cuanto a recursos y energla que aumentan considerablemente los costes de funcionamiento. Las tecnologlas de captura de carbono se centran en impedir que el dioxido de carbono entre en la atmosfera. En el caso de emisiones de aplicaciones industriales, existen actualmente metodos de reduccion de diversos niveles de madurez para capturar dioxido de carbono y recuperarlo como una corriente concentrada que es susceptible de secuestro geologico o como material de partida para procedimientos industriales. Los sistemas de captura de dioxido de carbono tras combustion comerciales actualmente en funcionamiento implican la absorcion de dioxido de carbono con monoetanolamina MEA acuosa. La MEA puede usarse en disoluciones acuosas para limpiar determinados gases acidos tales como dioxido de carbono. El procedimiento tiene lugar en columnas elevadas conocidas como lavadores qulmicos en las que un flujo turbulento promueve una rapida transferencia de dioxido de carbono de gas a llquido. Las diferencias en la densidad facilitan la separacion del llquido y el gas emergentes. Para recuperar el dioxido de carbono capturado, se bombea el disolvente cargado a un separador en el que se expone a gas libre de dioxido de carbono mas caliente, normalmente vapor de agua. Tras el calentamiento, se desorbe el dioxido de carbono. El llquido separado se bombea de nuevo al lavador qulmico a la vez que la mezcla de vapor de agua y dioxido de carbono se enfrla para condensar el vapor de agua, dejando dioxido de carbono de alta pureza adecuado para la compresion y, tras el transporte a un sitio apropiado, su secuestro tal como se describe por ejemplo por Howard Herzog, Jerry Meldon, Alan Hatton, Advanced Post Combustion carbon dioxide capture, abril de 2009 (
http://web.mit.edu/mitei/docs/reports/herzog-meldon-hatton.pdf). Por consiguiente, se conoce el aislamiento de dioxido de carbono de un gas de escape y el uso del dioxido de carbono aislado para procesamiento adicional. En un sistema de combustion convencional se quema combustible tal como carbono en una fase de combustion con una reaccion exotermica para generar energla y los productos de reaccion que forman dioxido de carbono de la reaccion pueden aislarse del gas de escape emitido por el sistema de combustion. El documento De 10 2009 014 026 A1 describe un procedimiento de combustion de dioxido de carbono con magnesio.

Sin embargo, los sistemas de combustion convencionales no usan el dioxido de carbono generado para producir productos qulmicos finos valiosos que podrlan usarse como materiales de partida qulmicos en procedimientos de slntesis adicionales. Los sistemas de captura de dioxido de carbono tras combustion convencionales, tal como se usan en centrales electricas y en particular en centrales electricas alimentadas por carbon CFPP, se centran en aislar dioxido de carbono en el gas de escape sin usar el dioxido de carbono separado como compuesto qulmico que podrla usarse en procedimientos de slntesis adicionales. Por consiguiente, un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo de combustion y un sistema para producir materiales de partida qulmicos que pueden usarse en procedimientos de slntesis qulmica adicionales.

Sumario de la invencion

La invencion proporciona un metodo para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos segun la reivindicacion 1.

Segun el metodo de la presente invencion, el dioxido de carbono no solo se alsla del gas de escape sino que tambien se usa para producir materiales de partida qulmicos que pueden procesarse adicionalmente en un procedimiento de slntesis.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, el metal electropositivo esta formado por un elemento de los grupos primero, segundo o tercero de la tabla periodica.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, se usa un elemento del siguiente grupo de elementos para quemarse en una atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado:

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litio, sodio, potasio en el primer grupo de la tabla periodica,

magnesio, calcio, estroncio, bario en el segundo grupo de la tabla periodica, y

aluminio y zinc en el tercer grupo de la tabla periodica.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, se usa una energla termica proporcionada por la reaccion de combustion exotermica del metal electropositivo con dicho dioxido de carbono aislado para alimentar un generador que esta adaptado para producir electricidad.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, el metal electropositivo se calienta hasta proporcionar un metal electropositivo fundido antes de quemar dicho metal electropositivo fundido en la atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado.

En una posible realizacion preferida del metodo segun la presente invencion, el metal electropositivo usado comprende litio.

El uso de litio proporciona la ventaja de que el litio tiene una alta electropositividad y otras caracterlsticas utiles. El litio es el metal mas ligero en la tabla periodica y puede incluso flotar cuando se transporta sobre agua en un recipiente e incluso sobre aceite. Ademas, el litio tiene una densidad muy baja de aproximadamente 0,534 g/cm3 y puede transportarse facilmente debido a su bajo peso. El metal es tan blando que tambien puede cortarse con una cuchilla. Por consiguiente, resulta facil procesar mecanicamente metal litio. Ademas, el litio tiene un punto de fusion relativamente bajo de 180°C.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, los materiales de partida qulmicos se usan en un procedimiento de slntesis adicional.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, el metal electropositivo se regenera a partir de productos de reaccion de la reaccion de combustion de dicho metal electropositivo con el dioxido de carbono aislado de dicho gas de escape de dicho sistema de combustion.

En una posible realizacion del metodo segun la presente invencion, el gas de escape se alsla de un sistema de captura de carbono tras combustion en una central electrica alimentada por carbon u otros procedimientos de combustion industriales, por ejemplo cementeras o acerlas.

La invencion proporciona ademas un sistema para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos usados para procedimientos de slntesis segun la reivindicacion 8.

Breve descripcion de las figuras

Las siguientes posibles realizaciones del metodo y el sistema para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos se describen con referencia a las figuras adjuntas.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos usados para procedimientos de slntesis segun una posible realizacion de la presente invencion;

la figura 2 muestra un diagrama de flujo de una posible realizacion de un metodo para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos segun una posible realizacion de la presente invencion;

la figura 3 muestra un diagrama para ilustrar la captura de dioxido de carbono tras combustion mediante la reduction de dicho dioxido de carbono con un metal electropositivo segun una posible realizacion de la presente invencion;

la figura 4 muestra un diagrama para ilustrar una captura de dioxido de carbono tras combustion y la reduccion con litio segun una posible realizacion de la presente invencion;

la figura 5 muestra un diagrama que ilustra la utilization de un ciclo de litio para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos y para generar electricidad segun una posible realizacion de la presente invencion.

Descripcion detallada de realizaciones

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Tal como puede observarse a partir de la figura 1, un sistema 1 para convertir dioxido de carbono CO2 en materiales de partida quimicos CSM usados para procedimientos de sintesis comprende en una posible realization dos fases. El sistema 1 comprende medios 1A de aislamiento para aislar el dioxido de carbono del gas de escape F emitido por un aparato 2 de combustion. Los medios de aislamiento o fase de aislamiento 1A emiten el dioxido de carbono aislado CO2 a los medios de combustion o a una fase de combustion 1B proporcionada para quemar un metal electropositivo EPM en una atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado CO2 para reducir dicho dioxido de carbono CO2 para dar materiales de partida quimicos CSM. El metal electropositivo EPM comprende en una posible realizacion al menos un elemento de los grupos periodicos primero, segundo o tercero de la tabla periodica o zinc. En una realizacion preferida, el metal electropositivo EPM esta formado por un metal litio. En la realizacion tal como se muestra en la figura 1 se regenera un metal electropositivo EPM, tal como metal litio, a partir de productos de reaction de la reaction de combustion exotermica que tiene lugar en la fase de combustion 1B del sistema 1. Los productos de reaccion de la reaccion de combustion exotermica se suministran a medios de regeneration o a una fase de regeneracion 3 que estan adaptados para regenerar el metal electropositivo EPM a partir de los productos de reaccion suministrados a la fase de regeneracion 3 por la fase de combustion 1B. Tal como puede observarse en la figura 1, los productos de partida quimicos o materiales de partida quimicos CSM formados por la reduction del dioxido de carbono CO2 con el metal electropositivo EPM pueden suministrarse a una fase de procesamiento de sintesis 4.

El sistema 1 para convertir dioxido de carbono en los materiales de partida quimicos CSM y la fase de regeneracion 3 forman juntos un sistema 5 de conversion de bucle cerrado tal como se muestra en la figura 1. Este sistema 5 de conversion de bucle cerrado tambien se proporciona para convertir dioxido de carbono en materiales de partida quimicos CSM y comprende en la realizacion mostrada tres unidades o entidades. El sistema 5 de conversion de bucle cerrado comprende la fase de aislamiento 1A adaptada para aislar dioxido de carbono del gas de escape emitido por el aparato 2 de combustion, estando la fase de combustion 1B adaptada para quemar en una reaccion de combustion exotermica el metal electropositivo EPM en una atmosfera del dioxido de carbono aislado para reducir dicho dioxido de carbono a materiales de partida quimicos CSM y la fase de regeneracion 3 adaptada para regenerar el metal electropositivo EPM de los productos de reaccion de la reaccion de combustion exotermica que tiene lugar en la fase de combustion 1B. En la figura 1 puede observarse que la entrada al sistema 5 de conversion de bucle cerrado es el gas de escape F y la salida del sistema 5 de conversion de bucle cerrado esta formada por el material de partida quimico CSM que puede usarse en un procedimiento quimico de sintesis posterior.

La energia termica TE proporcionada por la reaccion de combustion exotermica del metal electropositivo EPM con dicho dioxido de carbono aislado CO2 puede usarse para alimentar un generador que esta adaptado para producir electricidad. Una parte de la energia termica TE proporcionada por la reaccion de combustion exotermica del metal electropositivo EPM con el dioxido de carbono CO2 se retroalimenta desde la fase de combustion 1B hasta la fase de aislamiento 1A para suministrar energia termica a un proceso de desorcion de un procedimiento de captura/aislamiento de dioxido de carbono realizado en la fase de aislamiento 1A.

El metal electropositivo EPM mostrado en la figura 1 puede suministrarse en una realizacion alternativa por una fuente separada que proporciona dicho metal electropositivo. En una posible realizacion, el metal electropositivo EPM comprende al menos un metal o elemento de los grupos primero, segundo y tercero en la tabla periodica, en particular litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, aluminio y zinc.

El sistema 1 en el sistema 5 de conversion de bucle cerrado puede estar integrado en una central electrica que comprende el aparato 2 de combustion. Esta central electrica puede ser por ejemplo una central electrica alimentada por carbon CFFP. Se suministran carbono C asi como aire A al aparato 2 de combustion. El calor generado por la reaccion de combustion exotermica del carbono C suministrado y el oxigeno del aire A se usa como energia termica y se bombea un fluido calentado por medio de una bomba 6 hasta un intercambiador 7 de calor proporcionado dentro de la camara de combustion del aparato 2 de combustion tal como se muestra en la figura 1. El fluido calentado se usa en la realizacion mostrada para accionar una turbina 8, tal como una turbina de vapor de agua. La turbina 8 acciona a su vez un generador 9 electrico para producir una corriente electrica I. El fluido calentado que discurre por la turbina 8, tal como vapor de agua, puede retroalimentarse entonces a la bomba 6 a traves de un condensador 10 que puede enfriarse por agua que procede de una torre de enfriamiento que obtiene su agua de un rio.

En una posible realizacion del sistema 1 para convertir dioxido de carbono en materiales de partida quimicos tal como se muestra en la figura 2, la fase de combustion 1B para quemar el metal electropositivo ePm en una atmosfera del dioxido de carbono aislado comprende un segundo intercambiador 11 de calor que suministra el fluido calentado a una segunda turbina 12 conectada a un generador 13 adicional y a un segundo condensador 14 que suministra el fluido enfriado a traves de una segunda bomba 15 al intercambiador 11 de calor de la fase de combustion 1B. En la realizacion tal como se muestra en la figura 2, el intercambiador 11 de calor de la fase de combustion 1B se proporciona dentro de un segundo bucle cerrado que acciona el segundo generador 13 por medio de la turbina 12.

En una realizacion adicional, el intercambiador 7 de calor de la camara de combustion dentro del aparato 2 de

combustion as! como el intercambiador 11 de calor dentro de la fase de combustion 1B estan conectados en serie para formar un bucle cerrado en el que circula fluido que puede calentarse para las turbinas 8, 12.

Segun la presente invencion, la energla termica proporcionada por la reaccion de combustion exotermica del metal electropositivo EPM con el dioxido de carbono aislado puede usarse para accionar al menos los generadores 9, 13 5 adaptados para producir electricidad. En la fase de combustion 1B, la fuerte reaccion exotermica del dioxido de carbono CO2 con el metal electropositivo EPM, en particular el litio, produce una energla termica que supera 1100°C y que puede alimentar a la turbina 12 de vapor de agua y al generador 13 para generar electricidad. La energla termica TE se usa para un sistema de captura de carbono de la fase de aislamiento 1A. Ademas, la energla termica producida por dicha fase de combustion 1B se usa en una posible realizacion para calentar el metal electropositivo 10 EPM suministrado a la fase de combustion 1B. La electricidad producida no solo puede anadirse a la energla total emitida de la central electrica sino que tambien puede usarse para alimentar procedimientos intensivos en cuanto a energla in situ. En particular, la electricidad producida tambien puede usarse para procedimientos de slntesis que tienen lugar en la fase de slntesis 4 tal como se muestra en las figuras 1, 2. La energla termica proporcionada por la reaccion entre el metal electropositivo EPM y el dioxido de carbono tambien puede usarse para alimentar el 15 procedimiento de aislamiento o desorcion de dioxido de carbono. La energla termica de la reaccion de combustion de dioxido de carbono CO2 con el metal electropositivo EPM puede usarse en otras aplicaciones y otros procedimientos industriales tales como calefaccion urbana de una zona alrededor de la central electrica. La energla termica producida por la fase de combustion 1B tambien puede almacenarse.

A presion atmosferica y temperaturas que superan 180°C, es decir el punto de fusion del litio, el litio fundido puede 20 reaccionar con dioxido de carbono aislado CO2 en la fase de combustion 1B para proporcionar cualquiera de oxido de litio LiO2 y monoxido de litio.

2 Li + CO2 —- U2O + CO - 314,49 kJ/mol (en comparacion: C + O2 —- CO2 - 393,5 kJ/mol)

Ademas, el litio Li fundido puede reaccionar con dioxido de carbono CO2 para formar oxido de litio y carbono dependiendo de la estequiometrla y la cinetica de la reaccion frente a la termodinamica:

25 4 Li + CO2 — 2 U2O + C - 204, 6 kJ/mol

El carbono producido en esta reaccion puede reaccionar a su vez con cualquier dioxido de carbono CO2 en exceso para producir monoxido de carbono:

C + CO2 — 2 CO + 172, 5 kJ/mol

El monoxido de carbono CO generado puede convertirse adicionalmente en metanol.

30 Ademas, el carbono puede reaccionar con litio Li en exceso para producir carburo de litio:

2C + 2 Li —— Li2C2

Este carburo de litio Li2C2 puede convertirse adicionalmente en acetileno.

Tanto el monoxido de carbono CO como el carburo de litio Li2C2 producidos por la reaccion exotermica en la fase de combustion 1B forman materiales de partida comercialmente valiosos porque pueden convertirse respectivamente 35 en materias primas qulmicas tales como metanol a traves del procedimiento de Fischer-Tropsch comercial y acetileno tras extincion acuosa. Por consiguiente, el monoxido de carbono CO y el carburo de litio U2C2 forman materiales de partida qulmicos CSM para una fase de procesamiento de slntesis posterior 4 tal como se muestra en las figuras 1, 2. El propio acetileno producido forma un material importante para la slntesis de olefinas oxigenadas a traves de la qulmica de Reppe catalizada por metal y la formation de etileno para la industria de pollmeros. El oxido 40 de litio resultante Li2O puede reaccionar tambien con dioxido de carbono en exceso para formar carbonato de litio:

U2O + CO2 —— U2CO3

El propio carbonato de litio Li2CO3 puede descomponerse a la temperatura dada de nuevo en oxido de litio Li2O y dioxido de carbono:

U2CO3 —— U2O + CO2

45 (a temperaturas relevante de alrededor de 1500°C)

Ademas, es posible que el carbonato de litio U2CO3 reaccione con carbono, presente en el medio de reaccion, para

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generar carburo de litio U2C2 y monoxido de carbono:

U2CO3 + 4C —— Li2C2 + 3 CO

Calor de formation (298 k): Li2O = 597 kJ/mol; U2CO3 = -1215,87 kJ/mol

El carbonato de litio es el producto de reaction solido de la reduction del dioxido de carbono que tiene lugar en la fase de combustion 1B. El carbonato de litio es una sal de litio estable y comercialmente valiosa que puede convertirse a su vez con acido clorhldrico acuoso (HCl) en cloruro de litio, el material de partida para la generation de metales litio mediante electrolisis.

Por consiguiente, la central electrica tal como se muestra en las realizaciones de las figuras 1, 2 no solo se proporciona para generar energla electrica o termica sino tambien para producir materiales de partida qulmicos CSM que pueden usare en un procedimiento de slntesis adicional realizado mediante una fase de procesamiento de slntesis 4 en la ubicacion de la central electrica o en una fase de procesamiento de slntesis 4 remota.

En una posible realization, el metal electropositivo EPM usado esta formado por litio. Puede usarse la combustion del litio electropositivo en la atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado basandose en la estequiometrla de la reaccion, la eficacia, la conversion de CO2 y la facilidad de separation de productos.

El litio puede calentarse hasta temperaturas T que superan su punto de fusion de 180°C. El litio Li fundido resultante puede tener por ejemplo una temperatura T en un intervalo de entre 200°C y 600°C o incluso mas y luego se inyecta en la camara de reaccion de la fase de combustion 1B. Con el fin de aumentar la tasa y el area superficial de reaccion se realiza una inyeccion presurizada de litio fundido atomizado en el flujo de gas dioxido de carbono. Esto puede realizarse haciendo uso de una boquilla de inyeccion como parte de la fase de combustion 1B. Tambien puede obtenerse la energla necesaria para el proceso de fusion del litio a partir de la energla generada quemando litio Li en el dioxido de carbono CO2 dentro de la camara de combustion o reaccion de la fase de combustion 1B.

En una implementation alternativa, la reaccion entre litio Li y dioxido de carbono CO2 se realiza tal como sigue. En esta implementacion alternativa, la camara de reaccion de la fase de combustion 1B consiste en un bano de litio fundido o un bano de aleacion de litio fundido, por ejemplo a temperaturas de entre 200°C y 600°C. En este bano se inyecta el flujo de gas dioxido de carbono presurizado. Se depositan dos densidades de litio de productos de reaccion solidos de aproximadamente 0,53 g/cm3 y se recogen en la parte inferior de la camara mientras que los productos de reaccion gaseosos se recogen a traves de una salida en la parte superior de la celula en la fase de combustion 1B.

La fase de regeneration 3 para regenerar el material electropositivo usado para la reaccion qulmica exotermica de la fase de combustion 1B puede hacer uso de un ciclo de litio cerrado tal como se ilustra en la figura 5. En esta realizacion, el metal litio Li se regenera a partir de carbonato de litio U2CO3 y oxido de litio U2O generados como productos de reaccion de la reaccion de combustion de litio con dioxido de carbono aislado del escape de gas del sistema de combustion. El carbonato de litio Li2CO3 puede convertirse por medio de acido clorhldrico acuoso en cloruro de litio que se convierte mediante electrolisis en metal litio Li que forma el metal electropositivo EPM que se quema en la atmosfera del dioxido de carbono aislado. Tal como se muestra en el ciclo de la figura 5, el metal electropositivo EPM tal como litio Li actua como medio de almacenamiento de energla y como transportador de energla. Puede usarse energla electrica de fuentes renovables para la electrolisis de cloruro de litio LiCl para dar metal litio Li. Ademas, el litio Li se usa para transferir la energla desde fuentes renovables a un procedimiento alimentado por combustibles fosiles. Los productos de reaccion de la reaccion exotermica dentro de la fase de combustion 1B tal como oxido de litio y carbonato de litio se usan para regenerar litio a traves del producto intermedio cloruro de litio, minimizando por tanto el consumo de recursos. Esto es un atributo importante del ciclo de litio cerrado tal como se muestra en la figura 5, especialmente cuando se espera que la demanda global futura de fuentes de ion litio aumente a medida que se expanda la production mundial de baterlas de litio para aplicaciones automotrices y de electronica.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de una posible realizacion de un metodo de conversion de dioxido de carbono CO2 en materiales de partida qulmicos CSM segun la presente invention.

En una primera etapa S1, el dioxido de carbono se alsla del gas de escape emitido por un sistema de combustion o un aparato de combustion tal como el aparato 2 de combustion mostrado en la figura 1 y 2.

En una etapa adicional S2, se quema un metal electropositivo EPM tal como litio Li en una atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado CO2 para reducir el dioxido de carbono CO2 para dar materiales de partida qulmicos CSM.

En una etapa adicional S3, el metal electropositivo EPM puede regenerarse a partir de los productos de reaccion de

la reaccion de combustion exotermica que tiene lugar en la fase de combustion 1B. En una posible implementacion, los productos de reaccion de la reaccion de combustion exotermica se convierten mediante electrolisis en el metal electropositivo EPM.

La figura 4 muestra un diagrama de un procedimiento de captura de dioxido de carbono tras combustion y su 5 reduccion con metal litio. Tal como puede observarse en la figura 4, una caldera o camara de combustion de un aparato 2 de combustion recibe una alimentacion de aire A y una alimentacion de carbon o carbono C. El calor generado se usa para producir vapor de agua que a su vez acciona una turbina de vapor de agua y un generador tal como la turbina 8 y el generador en las figuras 1, 2. El generador 9 produce energla electrica. El gas de escape F experimenta en la implementacion mostrada una reduccion catalltica selectiva SCR y pasa por un precipitador 10 electrostatico EP antes de pasar por una fase de desulfurizacion DS. En una fase adicional 1A se realiza una separacion de dioxido de carbono CO2 usando absorcion de monoetanolamina tal como se muestra en la figura 4. En una fase adicional, pueden realizarse una desorcion, compresion as! como licuefaccion de dioxido de carbono. El dioxido de carbono CO2 aislado se reduce entonces en la fase 1B con litio Li tal como se muestra en la figura 5. Los materiales de partida qulmicos CSM producidos mediante esta combustion de litio Li dentro de la atmosfera de 15 dioxido de carbono son monoxido de carbono CO as! como acetileno tal como se muestra en la figura 4. El litio Li puede regenerarse en un ciclo de litio.

En el metodo para el uso industrial de un compuesto que comprende dioxido de carbono, el compuesto se convierte en una etapa de combustion en una fase de combustion 1B por medio de un metal electropositivo EPM tal como litio en el que al menos un producto de combustion de dicha etapa de combustion se convierte ademas en una etapa de 20 reaccion. El compuesto qulmico puede comprender dioxido de carbono y/o nitrogeno.

En una realizacion preferida del metodo y el sistema segun la presente invencion se usa litio Li como metal electropositivo EPM. El litio comprende una electronegatividad de 0,98 segun la escala de Pauling. El litio Li es una sustancia que tiene la capacidad de reaccionar de manera exotermica con dioxido de carbono. La reaccion exotermica puede usarse para generar energla termica y electrica. Ademas, el litio Li tiene la ventaja de que puede 25 regenerarse en un ciclo de litio cerrado tal como se muestra en la figura 5. El litio tiene una baja densidad y es un material muy ligero que es incluso mas ligero que el agua de modo que puede transportarse facilmente. En una posible realizacion, el litio Li regenerado se transporta como un metal en forma solida o llquida. En una realizacion alternativa, el litio se transporta como hidruro de litio en forma solida. El metal litio puede procesarse mecanicamente de manera facil porque es relativamente blando y puede cortarse con herramientas. Ademas, el litio tiene uno de los 30 puntos de fusion mas bajos entre todos los metales, lo que facilita la combustion del litio en la fase de combustion 1B.

El metodo y el sistema para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos CSM no se restringen al uso de litio como metal electropositivo, sino que tambien pueden usar otros metales electropositivos EPM tales como sodio, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, aluminio o zinc.

35 La invencion proporciona ademas un tipo de una central electrica que no solo produce energla termica y electrica sino tambien materiales de partida qulmicos CSM que pueden usarse para procedimientos de slntesis qulmica adicionales.

Una central electrica segun la presente invencion proporciona un sistema 5 de conversion de bucle cerrado que recibe gas de escape emitido por una camara de combustion o aparato 2 de combustion de la central electrica.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Metodo para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos, comprendiendo el metodo las etapas de:

(a) aislar el dioxido de carbono del gas de escape emitido por un sistema (2) de combustion;

(b) quemar un metal electropositivo en una atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado para reducir dicho dioxido de carbono para dar dichos materiales de partida qulmicos, caracterizado porque una parte de la energla termica proporcionada por la reaccion de combustion exotermica de dicho metal electropositivo con dicho dioxido de carbono aislado se usa para suministrar calor a un proceso de desorcion de un procedimiento de captura/aislamiento de dioxido de carbono.
2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metal electropositivo comprende al menos un metal del siguiente grupo:

litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, aluminio o zinc.
3. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que una energla termica proporcionada por la reaccion de combustion exotermica de dicho metal electropositivo con dicho dioxido de carbono aislado se usa para alimentar un generador que esta adaptado para producir electricidad.
4. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el metal electropositivo se calienta hasta proporcionar un metal electropositivo fundido antes de quemar dicho metal electropositivo fundido en la atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado.
5. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dichos materiales de partida qulmicos se usan en procedimientos de slntesis adicionales.
6. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metal electropositivo se regenera a partir de productos de reaccion de la reaccion de combustion de dicho metal electropositivo con el dioxido de carbono aislado de dicho gas de escape de dicho sistema de combustion.
7. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho dioxido de carbono se alsla mediante un sistema de captura de de carbono tras combustion que comprende una central electrica alimentada por carbon (CFPP).
8. Sistema (1) para convertir dioxido de carbono en materiales de partida qulmicos usados para procedimientos de slntesis, comprendiendo dicho sistema (1):

- medios (1A) de aislamiento para aislar el dioxido de carbono del gas de escape emitido por un aparato (2) de combustion;

- medios (1B) de combustion para quemar un metal electropositivo en una atmosfera de dicho dioxido de carbono aislado para reducir dicho dioxido de carbono para dar dichos materiales de partida qulmicos, caracterizado porque,

el sistema (1) tiene medios para usar una parte de la energla termica de reaccion proporcionada por la reaccion de combustion exotermica de dicho metal electropositivo con dicho dioxido de carbono aislado en un proceso de desorcion de un procedimiento de captura/aislamiento de dioxido de carbono.
9. Central electrica que comprende

un aparato (2) de combustion para quemar un material que contiene carbono en una atmosfera que comprende oxlgeno y

un sistema segun la reivindicacion 8 para convertir dioxido de carbono dentro de gas de escape emitido por el aparato de combustion, que tiene medios para usar una parte de la energla termica de reaccion proporcionada por la reaccion de combustion exotermica de dicho metal electropositivo con dicho dioxido de carbono aislado en el proceso de desorcion del procedimiento de captura/aislamiento de dioxido de carbono.