Catalizadores con líquidos iónicos soportados.
Una lucha contra los gases de post-combustión.
1)
Situación actual en la captura de gases de combustión.
Se trata de un conjunto de tecnologías,
consecuencia de la experiencia de separación aplicada a otros procesos
industriales muy conocidos como por ejemplo: gases, acero, amoniaco, etc.
Para ver más: http://www.minas.upm.es/investigacion/co2/cac.2.htm#
a) Absorción química
En este proceso
el CO2 reacciona con un líquido de absorción. Para ello se utilizan
compuestos químicos (aminas y nuevos absorbentes en investigación) con gran
afinidad de compuestos ácidos (CO2) y se usan como solventes
formulados, en una mezcla especial para atenerse a la tarea de
separación.
b) Ciclo de calcinación/carbonatación
Se basa en la
absorción química, usando como sorbente a la caliza. La carbonatación es una
reacción exotérmica donde los reactivos CO2 y CaO reaccionan para
producir CaCO3. La calcinación en cambio es el proceso inverso.
c) Adsorción física
Básicamente se
encarga de utilizar materiales capaces de adsorber el CO2
generalmente a altas temperaturas, para luego recuperarlo mediante procesos de
cambio de temperatura o presión (procesos TSA y PSA respectivamente).
d) Membranas
Este proceso se
utiliza para la captura de altas concentraciones de CO2 en gas
natural a alta presión, de lo contrario (a baja presión) la fuerza de
separación necesaria para el gas sería muy baja.
e) Destilación criogénica
La información
sobre este sistema es básica, y consiste a grandes rasgos en una serie de
etapas de compresión, enfriamiento y expansión, en las cuales los componentes
del gas se pueden separar en una columna de destilación.
2) Absorción de gases en Líquidos iónicos.
Los líquidos
iónicos son sales orgánicas con puntos de fusión por lo general a temperatura
ambiente, por debajo de 100 ° C. Tienen una gran solubilidad del gas CO2
según Blanchard et al. (1999) (también Anthony et al., 2002). Las tasas de
absorción y desorción de CO2 en polímeros (líquidos iónicos) son
mucho más rápidas que estas en líquidos iónicos y la absorción/desorción es
completamente reversible (Anderson et al., 2007; Tang et al., 2005a, b). La
capacidad de absorción del gas en los líquidos iónicos, depende de la
estructura química y molecular de los líquidos iónicos, especialmente los aniones
(Tang et al., 2005a). Son candidatos absorbentes para la captura del CO2
y la separación de post-combustión de gases de combustión de las centrales
térmicas de carbón.
3)
Captura de gases de combustión con catalizadores de líquidos iónicos soportados.
La combinación
de membranas y líquidos iónicos (IL), con despreciable presión de vapor y
estabilidad térmica por encima de 200 ºC, se espera que reemplace las unidades
de absorción con amina tradicionales, donde se producen pérdidas de disolvente
asociadas con el contacto directo entre las fases gaseosa y líquida en la
tecnología de separación de CO2.
Los ILs que
contienen el anión acetato, poseen una fuerte absorción de CO2 a
través de una amplia gama de temperaturas y presiones. Este se inmoviliza
dentro de los poros de un soporte polimérico o cerámico. El CO2 se
disuelve en la membrana en la interfase de alimentación/membrana, difunde a
través de la membrana, y se desorbe en la superficie de la membrana opuesta.
Preparación de líquidos iónicos soportados en
membranas (SILMs)
Tubos de Al2O3/TiO2
porosos se combinaron por primera vez con el líquido iónico de más alta
solubilidad del CO2 y disponible comercialmente, el acetato de
1-etil-3-metilimidazolio ([emim] [Ac]), para la separación del CO2/N2.
El líquido iónico se inmoviliza primero en el soporte por un método de
impregnación (SILM-A), y segundo mediante el recubrimiento de la capa exterior
del TiO2 mesoporoso (SILM-B).
Permeabilidad del gas en los SILMs
La permeancia a
través del soporte vacío Al2O3/TiO2 es
alrededor de cuatro a cinco órdenes de magnitud más alta que los SILMs.
J. Albo et al. / Separation and Purification Technology 122 (2014) 440–448
Para ver más: Jonathan Albo, Tomohisa Yoshioka, Toshinori Tsuru,
Porous Al2O3/TiO2 tubes in combination with
1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ionic liquid for CO2/N2
separation, Separation and Purification Technology (2013).
4)
Posible aplicación personal.
Después de una búsqueda bibliográfica
sin resultado, en la cual se estudie la capacidad de líquidos iónicos
soportados en un catalizador poroso para la captura de gases de combustión (CO
y NOx), se vio que si se encuentran investigaciones sobre la captura
de gases de N2 y CO2 con líquidos iónicos soportados con
materiales porosos.
Esto puede ser debido a
que la investigación es muy reciente y no se ha publicado nada todavía, o bien que
esta investigación puede resultar que los resultados obtenidos den viabilidad o
no en el proceso, queriendo decir que los resultados obtenidos pueden que no
tengan reproducibilidad.
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