UN SISTEMA Y MÉTODO PARA ELIMINACIÓN MEJORADA DE C02 DE UNA CORRIENTE DE GASES MIXTA, MEDIANTE EL USO DE UN CATALIZADOR Referencia Cruzada a Solicitudes de Patente Relacionadas Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud Provisional de Patente de los E.U.A., con título "A System and Method for Enhanced Removal of C02 From a ixed Gas Stream via Use Of a Catalyst," con Número de Serie 61/038,467, presentada el 03/21/2008, la descripción de la cual se incorpora aquí en su totalidad como referencia. Campo de la Invención La invención propuesta se refiere a un sistema y método para eliminación de dióxido de carbono (C02) de una corriente de gases de proceso que contiene dióxido de carbono y dióxido de azufre. Más particularmente, la invención propuesta se dirige a un sistema de procesamiento de gases de combustión basado en solvente para eliminar C02 de una corriente de gases de combustión en la que se proporciona un catalizador para aumentar la eficacia del solvente en capturar C02 de la corriente de gases de combustión o en regenerar el solvente. ANTECEDENTES En la combustión de un combustible, tal como carbón, aceite, turba, desechos, etc., en una planta de combustión, tal como aquellas asociadas con sistemas de caldera para proporcionar vapor a una planta de energía, un gas de proceso caliente (o gas de combustión) se genera. Dicho gas de combustión comúnmente contendrá, entre otras cosas, dióxido de carbono (C02). Los efectos ambientales negativos de liberar dióxido de carbono a la atmósfera se han reconocido ampliamente, y han resultado en el desarrollo de procesos adaptados para retirar dióxido de carbono del gas de proceso caliente generado en la combustión de los combustibles anteriormente mencionados. Un sistema y proceso semejantes se han descrito previamente y se dirigen a un sistema y
método de una sola etapa basado en Amoniaco Enfriado para eliminar dióxido de carbono (C02) de una corriente de gases de combustión después de la combustión. Sistemas conocidos de captura de C02 basados en solvente, tales como sistemas y procesos basados en amoniaco (CAP = Chilled Ammonia Process) proporcionan medios de relativamente bajo costo para capturar/eliminar C02 de una corriente de gases, tal como, por ejemplo, una corriente de gases de combustión después de combustión. Un ejemplo de dicho sistema y proceso se ha descrito previamente en la Solicitud de Patente Pendiente PCT/US2005/012794, (Número de Publicación Internacional: WO 2006/022885 / Inventor: Eli Gal), presentada el 12 de abril del 2005 y con título "Ultra Cleaning of Combustión Gas Including the Removal Of C02". En este proceso la absorción de C02 de una corriente de gases de combustión se logra al contactar una solución enfriada de amoníaco iónico (o fango) con una corriente de gases de combustión que contiene C02. La Figura 1A es un diagrama que muestra en general un sistema de procesamiento de gases de combustión 15 para utilizar en la remoción de diversos contaminantes de una corriente de gases de combustión FG (FG = Flue Gas) emitida por la cámara de combustión de un sistema de caldera 26 utilizado en un sistema generador de vapor de, por ejemplo, una planta de generación de energía. Este sistema incluye un sistema de eliminación de C02 70 que se configura para eliminar C02 de la corriente de gases de combustión FG antes de emitir la corriente de gases de combustión limpios a una chimenea 90 (o procesamiento adicional alterno). También se configura para sacar el C02 eliminado de la corriente de gases de combustión FG. Detalles del sistema de eliminación de C02 70 se muestran en general en la Figura 1 B. Con referencia a la Figura 1B, el Sistema de eliminación de C02 70 incluye un sistema de captura 72 para capturar/eliminar C02 de una corriente de gases de
combustión FG y un sistema de regeneración 74 para regenerar una solución de amoníaco iónico empleada para eliminar C02 de la corriente de gases de combustión FG. Detalles del sistema de captura 72 se muestran en forma general en la Figura 1C. Con referencia a la Figura 1C y la Figura 1 D, un sistema de captura 72 de un sistema de captura de C02 70 (Figura 1A) se muestra en general. En este sistema, el sistema de captura 72 es un sistema de captura de C02 basado en solvente. Más particularmente, en este ejemplo, el solvente empleado es amoniaco enfriado o frío. En un sistema/método para eliminar C02 basado en amoníaco frío (CAP), un recipiente de absorción se proporciona en el que una solución de amoníaco iónico absorbente (solución de amoníaco iónico) hace contacto con una corriente de gases de combustión (FG) que contiene C02. La solución de amoníaco iónico es típicamente acuosa y puede estar compuesta de, por ejemplo, agua e iones amonio, iones bicarbonato, iones carbonato, y/o iones carbamato. Un ejemplo de un sistema de eliminación de C02 se muestra en general en los diagramas de la Figura 1C y la Figura 1 D. Con referencia a la Figura 1C, un recipiente de absorción 170 se configura para recibir una corriente de gases de combustión (FG) que se origina, por ejemplOj de la cámara de combustión de una caldera encendida con combustible fósil 26 (ver la Figura 1A). También se configura para recibir un suministro de solución pobre en amoníaco iónico del sistema de regeneración 74 (ver la Figura 1 B). La solución pobre en amoníaco iónico se introduce al recipiente 170 por medio de un sistema de distribución de líquido 122 mientras la corriente de gases de combustión FG también se recibe por el recipiente de absorción 170 por medio de una entrada de gases de combustión 76. La solución de amoníaco iónico se pone en contacto con la corriente de gases de combustión por medio de un dispositivo de contacto gas-líquido (de aquí en adelante, dispositivo de transferencia de masa, (MTD = Mass Transfer Device)) 1 11
empleado para contactar la corriente de gases de combustión con el solvente y localizado en el recipiente de absorción 170 y dentro de la ruta por la que la corriente de gases de combustión viaja desde su entrada por medio de la entrada 76 a la salida del recipiente 77. El dispositivo de contacto gas-líquido 111 puede ser, por ejemplo, uno o más materiales de empaque estructurados o aleatorios comúnmente conocidos, o una combinación de los mismos. Una vez en contacto con la corriente de gases de combustión, la solución de amoníaco iónico actúa para absorber C02 de la corriente de gases de combustión, haciendo así la solución de amoníaco iónico "rica" en C02 (solución rica). La solución de amoníaco iónico rica continua fluyendo hacia abajo a través del dispositivo de transferencia de masa y es entonces recolectada en el fondo 78 del recipiente de absorción 170. La solución rica en amoníaco iónico luego se regenera por medio del sistema regenerador 74 (ver Figura 1B) para liberar el C02 absorbido por la solución de amoníaco iónico de la corriente de gases de combustión. El C02 liberado de la solución de amoníaco iónico puede entonces sacarse para almacenarse u para otros propósitos/usos predeterminados. Una vez que el C02 se libera de la solución de amoníaco iónico, se dice que la solución de amoníaco iónico es "pobre". La solución de amoníaco iónico pobre está entonces otra vez lista para absorber C02 de una corriente de gases de combustión y puede nuevamente dirigirse al sistema de distribución de líquido 121 en donde se introduce de nuevo en el recipiente de absorción 170. Se muestran detalles del sistema regenerador 74 en la Figura 1E. El sistema 74 incluye un recipiente regenerador 195. El recipiente regenerador 195 se configura para recibir una alimentación de solución rica del sistema de captura 72 y para regresar una alimentación de solución pobre al sistema de captura 72 una vez que el C02 se ha separado de la solución rica. i Durante el proceso de regeneración, la solución de amoniaco iónica rica se
calienta de manera que el C02 contenido en la solución se separa de la solución de amoníaco frío. Una vez separado del C02, el amoníaco (escape de amoníaco) se regresa al sistema de captura para usarse para capturar más C02 de una corriente de gases. Estas tecnologías de captura de C02 basadas en solvente actualmente conocidas consumen típicamente aproximadamente 20-30% de la energía generada por el sistema de generación de energía para que el proceso de captura de C02 funcione efectivamente. Además, estas tecnologías a menudo requieren una gran porción de energía térmica generada por funciones de caldera/rehervidor (trabajo de rehervidor) para poder generar solución de amina para reutilizar al capturar C02 de una corriente de gases de combustión. En resumen, aunque existen tecnologías conocidas para capturar C02 de una corriente de gases de combustión, requieren inmensas cantidades de energía para poder funcionar bien. Además, para maximizar/optimizar la cantidad de tiempo que los gases de combustión están en contacto con la amina, el tamaño físico de los tanques absorbedor y/o re-generador en un sistema típico deben ser muy grandes. El costo de diseñar e implementar estas torres de tan gran escala es muy alto. Adicionalmente, el espacio físico que se requiere in situ para acomodar estos recipientes es significativo. En donde el espacio in situ es limitado, deben llevarse a cabo etapas adicionales para implementar los recipientes/sistema en el espacio limitado, de ser posible. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Modalidades de la presente invención proporcionan un sistema de procesamiento para gases de combustión para uso con una caldera operada con combustible fósil. Brevemente descrita, en arquitectura, una modalidad del présente sistema, entre otras, puede implementarse como un sistema de procesamiento de gases de combustión que incluye una torre de absorción configurada para recibir una corriente de gases mixta que contienen dióxido de carbono y hacerla entrar en contacto con un
solvente; y la torre de absorción comprende materiales de empaque que se cubren con un catalizador. Las modalidades de la presente invención también pueden verse como que proporcionan métodos para el procesamiento de una corriente de gases mixta en donde el método incluye las etapas de: recibir una corriente de gases de combustión de la cámara de combustión de una caldera; contactar la corriente de gases de combustión con un solvente y contactar el solvente con un catalizador. Otros sistemas, métodos, características y ventajas de la presente invención serán o se volverán aparentes para una persona con destreza en la técnica al examinar los siguientes dibujos y la descripción detallada. Se pretende que todos estos sistemas, métodos, características, y ventajas adicionales que sean incluidos dentro de esta descripción, estén dentro del alcance de la presente invención, y se protejan por las reivindicaciones acompañantes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención puede entenderse mejor y sus numerosos objetivos y ventajas serán aparentes para aquellos con destreza en la técnica por referencia a los dibujos acompañantes en los que: Las Figuras 1A - 1C son diagramas mostrando en general un sistema de procesamiento de gases de combustión 15 con disposiciones para eliminación de C02. Las Figuras 2A - 2D son diagramas que ilustran en general un ejemplo de materiales de empaque 315 sobre los que un catalizador se inmoviliza sobre la pared/superficies de los materiales de empaque. La Figura 3 es un diagrama que muestra en general las porciones relevantes de un sistema de captura de C02 70 basado en amina o amoníaco en donde el absorbedor 110 y el regenerador 330 se proporcionan con materiales de empaque 315 y
335, respectivamente que se han cubierto con un catalizador. La Figura 4A es un diagrama que muestra en general porciones relevantes de un sistema de captura de C02 70 basado en amina o amoníaco en donde un catalizador 425 se agrega al suministro de solvente 195 (Figura 4A) o en forma alterna puede agregarse directamente en la alimentación del suministro de solvente. En este ejemplo, el solvente es amina o amoníaco. La Figura 4B es un diagrama que muestra en general porciones relevantes de un sistema de captura de C02 70 basado en amina o amoníaco en donde un catalizador 425 se agrega directamente en la alimentación del suministro de solvente. DISCUSIÓN La invención propuesta se dirige a aumentar la eficiencia de captura de C02 en un sistema de captura basado en solvente para el uso en procesamiento, por ejemplo, de una corriente de gases de combustión. La invención propuesta también se dirige a regenerar eficientemente un solvente empleado para capturar C02. En una modalidad de la invención propuesta un catalizador 425 que se cubre (o inmoviliza) sobre una o más superficies de los materiales de empaque 315 localizados en la torre de absorción 110 de un sistema de captura de C02 70 basado en amina o amoníaco. La Figura 2A - Figura 2C son diagramas que muestran en general materiales de empaque 315 que se han cubierto con un catalizador 425. Las Figuras 2B y 2C muestran que los materiales de empaque 315 pueden estar compuestos de, por ejemplo, una serie de estructuras de soporte corrugadas 320 dispuestas en cercanía inmediata unas de otras de manera que se forman una serie de canales 334 a través de los cuales fluyen los gases de combustión que entran al recipiente de absorción 110. El catalizador 425 se cubre sobre una o más superficies de cada una de las estructuras de soporte corrugadas 320. Los canales corrugados 334 de las rutas por las que pasan los
gases de combustión a través de los materiales de empaque 315 haciendo contacto de esa manera con la capa catalizadora 425. El catalizador 425 puede ser un catalizador homogéneo y/o heterogéneo. El catalizador de tipo homogéneo puede incluir, por ejemplo, complejo órgano-metálico compuesto de metal de transición y ligandos inorgánicos/orgánicos (tales como bi-piridina, aromáticos, halógeno, etc). La formación del complejo de metal de transición es una de las formas más poderosas y universales de activar moléculas inertes. La coordinación resulta en un cambio de reactividad de los ligandos y crea condiciones estéricas favorables para la interacción de ligandos. Esta activación por medio de la coordinación permite llevar a cabo numerosas reacciones catalíticas bajo la influencia de compuestos de metal de transición. Otros ejemplos de catalizador que pueden emplearse incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, catalizadores complejos órgano-metálicos, tales como, por ejemplo, complejo tipo-halógeno, Ni (bpy)3CI2) [bpy: bipiridina]. Catalizador de tipo heterogéneo puede incluir, por ejemplo, metales o sus compuestos, tales como óxidos (por ejemplo MgO), cloruro MgCI2, etc, (óxido de preferencia no incluirá sulfuro y cloruro. Son independientes uno de otro) que se dispersan, de preferencia de manera uniforme, sobre materiales sólidos con un área de superficie BET (BET = procedimiento Brunauer-Emmitt-Teller) alta, tal como, por ejemplo, polímero, óxidos de metal, Si02, tamices moleculares, arcilla o barro modificado coh base y/o ácido, etc. El catalizador 425 se proporciona para promover la reacción de C02 con un solvente tal como amina o amoníaco frío, dando como resultado que el solvente sea capaz de capturar más C02 por cada periodo de tiempo (es decir, mejora la eficacia de captura de C02 basada en amina).
En una modalidad de la invención propuesta, un catalizador se cubre/inmoviliza sobre una o más superficies de los materiales de empaque en la torre de regeneración de un sistema de captura de C02 basado en amina o amoníaco. El catalizador puede ser un catalizador homogéneo y/o heterogéneo. El catalizador se proporciona para promover la regeneración del solvente (ejemplo: amina o amoníaco) después de que ha reaccionado/interactuado con C02. El catalizador se selecciona y proporciona para estimular la descomposición de productos formados de la interacción/reacción entre C02 y amina, resultando así en que la amina es capaz de regenerarse más eficientemente de la solución rica en amina durante un periodo de tiempo (es decir eficacia de captura dé C02 basada en amina mejorada). Esta modalidad se muestra de manera general en la Figura 3. En otra modalidad, un catalizador se agrega a un solvente, tal como, por ejemplo, amina o amoníaco, que se utiliza para capturar C02 de una corriente de gases de combustión. El catalizador puede también usarse para estimular la regeneración del solvente después de que ha reaccionado con C02. En esta modalidad, un catalizador homogéneo puede emplearse. Esta modalidad se muestra en forma general en la Figura 4A y en la Figura 4B. La Figura 4A ilustra como el catalizador 425 puede alimentarse directamente al tanque de suministro de solvente 510. La Figura 4B ilustra como el catalizador 425 puede combinarse con el suministro de solvente que está alimentando el sistema de distribución de líquidos 121. En un sistema de procesamiento de gases de combustión 15 en doríde se aplica en capas/inmobiliza/reviste de catalizador 425 sobre materiales de empaque 315 en la torre de absorción 110 y en la torre de regeneración 330, el catalizador 425 utilizado en la torre de absorción 1 10 y en la torre de regeneración 330 pueden tener el mismo catalizador o diferentes catalizadores. No es necesario que el mismo catalizador se utilice
en conexión con la captura y la regeneración. El catalizador 425 puede aplicarse en capas/inmobilizarse/revestirse sobre el material sólido 320 con un área alta de superficie BET, tal como por ejemplo, 100-1000 m2/g, metros cuadrados por gramo de materiales sólidos, mediante, por ejemplo, una impregnación húmeda, seguida de aplicada/inmobilizada sobre los materiales de empaque 315 localizados en, por ejemplo, la torre de Absorción 110 y/o la torre/separador de regeneración 330. Esto puede lograrse por medio, por ejemplo, de técnicas limpiadoras de recubrimiento conocidas, tales como las empleadas por ejemplo, en procesos de preparación de catalizadores industriales. Estos materiales sólidos pueden emplearse para producir los materiales de empaque o partes de los mismos. En forma alterna, catalizadores (complejos órgano-metálicos, metales de transición asi como su sal) pueden cubrirse directamente sobre los materiales de empaque 315 (ver Figuras 2A - 2C) para formar una película catalizadora (o capa). Esto puede lograrse mediante, por ejemplo, tecnologías de recubrimiento conocidas tales como aquellas empleadas en, por ejemplo, la preparación de semiconductor industrial o proceso de auto-montaje o procesos de recubrimiento electroquímico. Algunos ejemplos de catalizadores que pueden emplearse incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, catalizadores complejos órgano-metálicos, tales como, por ejemplo, complejo tipo halógeno, Ni(bpy)3CI2)[bpy: bipyridine] y catalizadores inorgánicos basados en metal de transición. Cualesquiera catalizadores homogéneos y/o heterogéneos pueden emplearse en operaciones de captura de C02 para activar C02 adsorbido sobre la superficie del catalizador 425 y catalizar carbonatación/bi-carbonatación y carbamación de amina con C02 mediante procesos homogéneos y/o heterogéneos. También, estos catalizadores pueden utilizarse en regeneración de solvente (ejemplo: amina o amoníaco)
para catalizar la descomposición de productos formados de carbonatación/bi-carbonatación y carbamación de amina con C02. Mientras que la invención se ha descrito con referencia a un número de modalidades preferidas, se entenderá por aquellos con destreza en la técnica que diversos cambios pueden llevarse a cabo y equivalentes pueden substituirse por elementos de los mismos sin alejarse del alcance de la invención. Además, muchas modificaciones pueden llevarse a cabo para adaptar una situación particular o material a las enseñanzas de la invención sin alejarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a las modalidades particulares descritas como la mejor manera contemplada para llevar a cabo esta invención, sino que la invención incluirá todas las modalidades que estén dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Más aún, el uso de los términos primero, segundo, etc. no denota ningún orden de importancia, sino que los términos primero, segundo, etc. se utilizan para distinguir un elemento de otro.