Análisis de procesos y consideraciones de diseño de una planta de síntesis de metanol de bajo carbono a partir de gasificación de lignito/residuos
Autores: Zisopoulos, Georgios; Detsios, Nikolaos; Atsonios, Konstantinos; Nikolopoulos, Nikos; Grammelis, Panagiotis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de procesos y consideraciones de diseño de una planta de síntesis de metanol de bajo carbono a partir de gasificación de lignito/residuos
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Estudio
Cadena de procesos
Metanol
Lignito
Gasificador
Rectisol
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta consideraciones de diseño y una evaluación de una cadena de proceso a escala completa para la producción de metanol y combustibles avanzados de tipo drop-in derivados de lignito/combustible sólido recuperado (SRF). El concepto de la planta consiste en un gasificador Winkler de alta temperatura (HTW) acoplado a una unidad de separación de aire (ASU), que proporciona un agente oxidante de gasificación de alta pureza (99.55%). El concepto incluye un sistema de eliminación de gases ácidos (AGR) comercialmente probado basado en metanol frío (por ejemplo, proceso Rectisol) para la eliminación de componentes BTX y naftaleno. Con la participación de Rectisol, se genera un flujo de gas de CO casi puro que puede ser almacenado o utilizado (CCS/CCU), y se recupera un flujo de CO más pequeño que contiene HS y se dirige posteriormente a la unidad de recuperación de azufre (por ejemplo, proceso Claus). Se considera uno de los posibles usos del metanol, y se implementa una unidad de mejora de metanol. El modelo de proceso integrado en general se desarrolló en el software comercial Aspen Plus. Se investigaron simulaciones para diferentes proporciones de materia prima, asegurando la adaptabilidad del concepto en cada caso sin cambios importantes. Se realizaron varios estudios paramétricos en relación con (a) la pureza del oxígeno y (b) el tipo de reformador, y se llevó a cabo una comparación con rutas alternativas de producción de metanol. Las simulaciones muestran que el sistema propuesto es capaz de mantener la eficiencia del gas frío (CGE) en el rango del 79-81.1% y la eficiencia energética del combustible (EFE) en alrededor del 51%. Se logra una conversión eficiente de aproximadamente el 99.5% del carbono que entra en los gasificadores, con alrededor del 45% del carbono capturado en forma de CO puro. Finalmente, las métricas de EFE y C total para la conversión de metanol a combustibles líquidos fueron del 40.7% y 32%, respectivamente, revelando que la ruta propuesta es una alternativa efectiva para la valorización del metanol.
Descripción
Este estudio presenta consideraciones de diseño y una evaluación de una cadena de proceso a escala completa para la producción de metanol y combustibles avanzados de tipo drop-in derivados de lignito/combustible sólido recuperado (SRF). El concepto de la planta consiste en un gasificador Winkler de alta temperatura (HTW) acoplado a una unidad de separación de aire (ASU), que proporciona un agente oxidante de gasificación de alta pureza (99.55%). El concepto incluye un sistema de eliminación de gases ácidos (AGR) comercialmente probado basado en metanol frío (por ejemplo, proceso Rectisol) para la eliminación de componentes BTX y naftaleno. Con la participación de Rectisol, se genera un flujo de gas de CO casi puro que puede ser almacenado o utilizado (CCS/CCU), y se recupera un flujo de CO más pequeño que contiene HS y se dirige posteriormente a la unidad de recuperación de azufre (por ejemplo, proceso Claus). Se considera uno de los posibles usos del metanol, y se implementa una unidad de mejora de metanol. El modelo de proceso integrado en general se desarrolló en el software comercial Aspen Plus. Se investigaron simulaciones para diferentes proporciones de materia prima, asegurando la adaptabilidad del concepto en cada caso sin cambios importantes. Se realizaron varios estudios paramétricos en relación con (a) la pureza del oxígeno y (b) el tipo de reformador, y se llevó a cabo una comparación con rutas alternativas de producción de metanol. Las simulaciones muestran que el sistema propuesto es capaz de mantener la eficiencia del gas frío (CGE) en el rango del 79-81.1% y la eficiencia energética del combustible (EFE) en alrededor del 51%. Se logra una conversión eficiente de aproximadamente el 99.5% del carbono que entra en los gasificadores, con alrededor del 45% del carbono capturado en forma de CO puro. Finalmente, las métricas de EFE y C total para la conversión de metanol a combustibles líquidos fueron del 40.7% y 32%, respectivamente, revelando que la ruta propuesta es una alternativa efectiva para la valorización del metanol.