Carbon capture and utilization from a municipal solid waste-to-energy plant
Correu electrònic de l'autorPOL.LLORACHGMAIL.COM
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2021-07-08
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement 3.0 Espanya
Abstract
Aquest treball proposa la captació i us del carboni a la planta de valorització energètica TERSA de Sant Adrià del Besós, Barcelona. Aquests processos, sota el paradigma de la economia circular, utilitzen el CO2 dels gasos de combustió com a matèria primera, reduint les emissions de gasos d’efecte hivernacle i tancant la cadena de subministrament de l’empresa. La producció de bio-metà i de bicarbonat de sodi per a l’auto-consum dels forns i la línia de tractament de gasos àcids , respectivament, són els principals escenaris desenvolupats.
La captació de CO2 amb tecnologia de membranes és la base per a ambdós escenaris. En el cas del bio-metà, aquest es produeix amb hidrogen verd, via electròlisi, i CO2. D’altra banda, el bicarbonat de sodi es produeix a partir de carbonat de sodi i CO2.
Els balanços de matèria i energia de cada escenari han sigut calculats per a dimensionar els principals equips de procés. Les despeses capitals (CAPEX) i els costos d’operació (OPEX) han sigut estimades utilitzant les dades tècniques obtingudes. A més a més, s’ha realitzat un anàlisi de sensibilitat per tal d’investigar quins elements tenen un pes més important dins dels costs totals.
Els resultats obtinguts són atractius i permeten a TERSA conèixer l’ordre de magnitud de la inversió necessària per a executar la proposta. En cas que aquest disseny conceptual fos considerat potencialment interessant des del punt de vista estratègic, el següent pas dins del cicle de vida del projecte seria el començament de la fase d’enginyeria bàsica o pre-FEED. Este trabajo propone la captura y utilización de carbono en la planta de valorización energética TERSA de Sant Adrià del Besós, Barcelona. Estos procesos, bajo el paradigma de la economía circular, usan el dióxido de carbono de los gases de combustión como materia prima, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero y cerrando la cadena de suministro de la empresa. La producción de bio-metano y bicarbonato de sodio para el auto-consumo de los hornos y la línea de tratamiento de gases ácidos, respectivamente, son los principales escenarios desarrollados.
La captura de CO2 con tecnología de membranas es la base para ambos escenarios. En el caso del bio-metano, éste se produce con hidrogeno verde, vía electrolisis, y CO2. Por otro lado, el bicarbonato de sodio se produce a partir de carbonato de sodio y CO2.
Los balances de materia y energía de cada escenario se calcularon para dimensionar los principales equipos de proceso. Los gastos en capital (CAPEX) y los costes de operación (OPEX) fueron estimados usando los datos técnicos obtenidos. Además, se realizó un análisis de sensibilidad para investigar qué elementos condicionan más los costes totales.
Los resultados obtenidos son atractivos y permiten a TERSA conocer el orden de magnitud de la inversión necesaria para llevar a cabo su implementación. En caso que este diseño conceptual fuera considerado de interés potencial estratégico, el siguiente paso del ciclo de vida del proyecto sería el comienzo de la fase de ingeniería básica o pre-FEED. This work proposes carbon capture and utilization in the TERSA waste-to-energy (WtE) plant, located in Sant Adrià del Besós, Barcelona. These processes, following the circular economy paradigm, use CO2 from the flue gases as feedstock, reducing the greenhouse gases emissions while closing the supply chain of the company. The production of bio-methane and sodium bicarbonate for the self-supply in the furnaces and the acidic gases treatment line, respectively, are the main scenarios developed.
Membrane technology for CO2 capture is the starting point for both scenarios. In the case of bio-methane, it is produced from green hydrogen, via electrolysis, and CO2. On the other hand, sodium bicarbonate is produced from sodium carbonate and CO2.
Mass and energy balances were calculated to size up the process equipment. Capital expenses (CAPEX) and operational costs (OPEX) were estimated using the technical data obtained. Moreover, a sensitivity analysis was performed to understand which elements had a bigger impact on the total costs.
The results obtained are attractive and present the order of magnitude of the investment required for the execution of this proposal to TERSA. In case that this conceptual design considered of potential strategically of interest, the next step required would be the start of the basic engineering phase or pre-FEED.
MatèriesCircular economy, Carbon, Sodium bicarbonate, Economia circular, Carboni, Bicarbonat de sodi, Biometà
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA QUÍMICA (Pla 2019)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
Carbon Capture ... FM_Llorach Naharro Pol.pdf | 2,621Mb | Visualitza/Obre |