USO DE POLVO DE LARNITA EN EL ALMACENAMIENTO Y FIJACIÓN DE GASES.
Uso de polvo de larnita en el almacenamiento y fijación de gases.
Se describe un procedimiento para el almacenamiento de un gas, preferentemente CO{sub,2}, que comprende poner en contacto una corriente gaseosa que comprende dicho gas con polvo de larnita bajo condiciones que permiten la fijación de dicho gas por dicho polvo de larnita
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200902186.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE CADIZ.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: CÁDIZ.
Inventor/es: ESQUIVIAS FEDRIANI,LUIS, SANTOS SANCHEZ,ALBERTO, ALBARY,MOHAMED.
Fecha de Solicitud: 16 de Octubre de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 25 de Mayo de 2011.
Clasificación PCT:
- B01D53/34 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Depuración química o biológica de gases residuales.
- C01B33/158 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 33/00 Silicio; Sus compuestos (C01B 21/00, C01B 23/00 tienen prioridad; persilicatos C01B 15/14; carburos C01B 32/956). › Purificación; Secado; Deshidratación.
PDF original: ES-2350673_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Uso de polvo de larnita en el almacenamiento y fijación de gases.
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con el empleo de minerales, en concreto silicatos, en el almacenamiento y fijación de gases, especialmente, CO2.
Antecedentes de la invención
En el almacenamiento y fijación del dióxido de carbono (CO2), una de las tecnologías más prometedoras es la relacionada con la fijación de dicho gas en forma de carbonatos inorgánicos e insolubles. Esa fijación se consigue mediante una reacción química, conocida como carbonatación mineral.
En las reacciones de carbonatación, el CO2 reacciona con materiales (mayoritariamente silicatos) que tienen óxidos metálicos (típicamente de metales alcalino-térreos) en su composición, formando así el correspondiente carbonato y sílice (SiO2) como sub-producto. Sin embargo, estas reacciones son muy lentas cuando transcurren en ambientes naturales, de tal manera que los estudios que implementan actualmente dichas reacciones requieren la adición de una energía intensiva (de activación), para conseguir que los minerales sean más reactivos. En definitiva, la adición de energía de activación persigue que esta tecnología de almacenamiento evolucione desde una etapa de estudio o desarrollo, a otra etapa que tenga como fin la fijación del CO2 a una escala masiva y viable económicamente.
Dentro de esa evolución, destacan ciertos trabajos publicados recientemente (Wu et al. Ind. Eng. Chem. Res. 2001, 40:3902 y Tai et al. AIChE J. 2005, 52:292). En ellos se puede destacar, para diferentes protocolos experimentales, los valores obtenidos en la velocidad de conversión wollastonita (CaSiO3)/calcita (CaCO3), donde wollastonita y calcita son fases minerales. Estos valores se deben interpretar como una medida de la eficacia en la fijación del CO2 por parte de los minerales, a partir de la conversión del Ca del silicato en Ca del carbonato, después de ocurrida la reacción de carbonatación. Así, Wu et al. (citado supra), partiendo de una muestra de mineral wollastonita pulverizada en un reactor a presión atmosférica y temperatura ambiente, han obtenido unos valores de conversión (reacción de carbonatación) del 14% en 22 días de duración del experimento.
Posteriormente, se han realizado estudios comparativos analizando diferentes tipos de muestras y condiciones experimentales (Zevenhoven et al. Catal. Today 2006, 115:206), obteniéndose unos resultados más esperanzadores. Entre ellos, destacan los obtenidos a partir del silicato de magnesio (O' Connor et al. Proceeding of the 27th Int. Conf. on Coal utilization and Fuel system 2002, 819) con muestra también pulverizada, y en reactores con unas condiciones de alta presión y temperatura, llegando a valores del 80% en la reacción de conversión durante 1 h de duración del experimento. Las variables experimentales que han posibilitado que dichos protocolos obtengan tan prometedores resultados incluyen la pulverización de la muestra, las especies químicas presentes en la solución acuosa donde ocurre la reacción con el CO2, así como las condiciones de alta presión y temperatura.
Por otra parte, el empleo de silicato dicálcico (Ca2SiO4), conocido como larnita o bellita (fase mineral) según distintos autores, en la fijación de gases tipo CO2, está referenciado por diferentes autores. Dichos estudios de fijación de gases (Young et al. J. Am. Ceram. Soc. 1974, 57:394; Bukowski et al. Cem. Conc. Res. 1979, 9:57; Goodbrake et al. J. Am. Ceram. Soc. 1979, 62:168; Goto et al. J. Am. Ceram. Soc. 1995, 78:2867; Shtepenko et al. Chem. Eng. J. 2006, 118:107) fueron realizados con ese mineral (larnita o bellita), bien como un componente más del cemento o bien como componente mineral individual. En el último artículo citado, la síntesis se realiza a partir de la mezcla en grado reactivo de sílice y carbonato, posteriormente sinterizada a 1.400-1.500ºC, esto es, densificada por tratamiento térmico; dicha mezcla, en presencia de agua, es colocada en una cámara de carbonatación a una presión de 2 bares (2x105 Pa), y durante 60 minutos es sometida a un flujo de CO2. El material resultante es secado y molido. Este procedimiento es repetido 5 veces hasta conseguir que la totalidad de la muestra de toda la mezcla haya reaccionado.
Además de esto, y de cara a un método de síntesis alternativo al método de fabricación de los componentes del cemento, existen varias referencias sobre síntesis de larnita a partir del método sol-gel. En una de dichas referencias, la más reciente, sólo se describe el procedimiento experimental y el producto obtenido (Chrysafi et al. J. Eur. Ceram. Soc. 2007, 27:1707). El procedimiento comprende la obtención de un gel a partir de la mezcla de diferentes reactivos o bien de tetraetoxisilano (TEOS) y nitrato de calcio tetrahidrato o de un sol de sílice al 30% en agua y nitrato de calcio tetrahidrato y posterior calentamiento a 1.000ºC del gel amorfo para obtener larnita.
Descripción detallada de la invención
Polvo de larnita
El término "larnita", tal como aquí se utiliza, se refiere a silicato dicálcico (Ca2SiO4), también conocido como bellita, un mineral escaso en medios naturales y, junto con el silicato tricálcico, uno de los componentes fundamentales del cemento Portland.
En una realización particular, el polvo de larnita utilizado en la puesta en práctica del procedimiento de la invención es un polvo de larnita sintética, es decir, un polvo obtenido a partir de la síntesis de larnita, ya que este mineral es escaso en la naturaleza.
El polvo de larnita sintética puede obtenerse mediante diferentes métodos, entre los que se encuentra el método sol-gel (Chrysafi et al. J Eur Ceram Soc 2007, 27:1707). No obstante, en una realización particular, el polvo de larnita sintético se obtiene mediante un procedimiento que comprende:
En la etapa a) una fuente de silicio se mezcla con una fuente de calcio, en presencia de un disolvente. Prácticamente cualquier fuente de silicio apropiada puede ser utilizada para obtener polvo de larnita sintética según el procedimiento anterior. En una realización particular, dicha fuente de silicio es dióxido de silicio (sílice), típicamente en forma de una solución coloidal, tal como una solución coloidal acuosa de sílice. La concentración de sílice presente en dicha solución coloidal puede variar dentro de un amplio intervalo, típicamente entre el 25% y el 40% en peso. En una realización concreta, se utiliza una solución coloidal acuosa de sílice al 30% (Ejemplo 1). En otra realización particular, dicha fuente de silicio es aerosil, normalmente en forma de una solución acuosa coloidal de aerosil. Alternativamente, la fuente de silicio es un producto resultante de la hidrólisis de un alcoxisilano.
Asimismo, cualquier fuente de calcio apropiada puede ser utilizada para obtener polvo de larnita sintética según el procedimiento anterior. Ejemplos ilustrativos, no limitativos de fuentes de calcio incluyen las sales cálcicas, e.g., nitrato cálcico, cloruro cálcico, etc. En una realización particular, como fuente de calcio se utiliza una solución acuosa de nitrato cálcico tetrahidrato.
Las fuentes de silicio y de calcio se mezclan, en las cantidades estequiométricas apropiadas, en función del polvo de larnita sintética a obtener, eligiéndose, en general, relaciones molares entre dichas fuentes de sílice y de calcio que permitan obtener polvos de larnita sintética con una composición química próxima a la de la fase natural. En este sentido, aunque la relación molar Si/Ca en el polvo de larnita sintética puede variar dentro de un amplio intervalo, en una realización particular, el polvo de larnita sintética tiene una relación molar Si/Ca comprendida entre 0,5 y 1. Así, en una realización... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento para el almacenamiento de un gas que comprende poner en contacto una corriente gaseosa que comprende dicho gas con polvo de larnita bajo condiciones que permiten la fijación de dicho gas por dicho polvo de larnita.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho gas se selecciona del grupo formado por CO2, SO2, NOx, CO, H2S, y sus mezclas.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, que comprende poner en contacto una corriente gaseosa que comprende CO2 con una suspensión acuosa de polvo de larnita, a temperatura ambiente y presión atmosférica.
4. Empleo de polvo de larnita para el almacenamiento de un gas.
5. Empleo según la reivindicación 4, en el que dicho gas se selecciona del grupo formado por CO2, SO2, NOx, CO, H2S, y sus mezclas.
6. Un procedimiento para la recuperación de larnita a partir de un producto carbonatado obtenible mediante carbonatación de polvo de larnita, que comprende someter dicho producto carbonatado a un tratamiento térmico adecuado para obtener un material que comprende larnita.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho tratamiento térmico comprende calentar dicho producto carbonatado, a una temperatura de 900ºC, con una velocidad de calentamiento de 5ºC/min, y mantenerlo a dicha temperatura durante 1 hora aproximadamente.
Patentes similares o relacionadas:
Un sistema y método para purificar gas, del 25 de Diciembre de 2019, de MTT Technologies GmbH: Un sistema para purificar gas, el sistema comprende: - un ciclón conectado a un generador de ozono; - un intercambiador de calor que tiene un primer canal […]
Depurador atmosférico, del 29 de Julio de 2019, de DEPOLLUTER S.L: 1. Depurador atmosférico caracterizado por consistir en un equipo de accionamiento eléctrico apto para ir instalado en columna y que comprende […]
Intercambiador de calor, del 8 de Mayo de 2019, de MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD.: Un intercambiador de calor, que comprende: un conducto de alojamiento de haz de tubos de transferencia de calor para alojar haces de […]
Un proceso para la incineración de NH3 y un incinerador de NH3, del 8 de Mayo de 2019, de Duiker Combustion Engineers B.V: Un proceso para la incineración de NH3 en un incinerador de NH3 que comprende: a. una primera etapa de incineración que comprende: i. hacer reaccionar […]
Instalación de purificación de gases y procedimiento para purificar gases con recirculación de gas purificado, del 24 de Abril de 2019, de Bilfinger Engineering & Technologies GmbH: Instalación de purificación de gases , en particular para separar al menos una sustancia extraña de un gas de combustión, con al menos un paso de […]
SISTEMA MODULAR PARA PURIFICAR AIRE, del 14 de Marzo de 2019, de UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID: La presente invención se refiere a un sistema para purificar aire que comprende: una estructura modular, apilable verticalmente; unas placas micro perforadas […]
Sistema y método de captura y secuestro de dióxido de carbono, del 27 de Febrero de 2019, de EISENBERGER, PETER: Un metodo para eliminar y capturar dioxido de carbono concentrado del aire cargado de dioxido de carbono, comprendiendo el metodo mezclar […]
Método y aparato para la preparación de combustible a partir de la biomasa, del 30 de Enero de 2019, de Arbaflame Technology AS: Un método para la preparación de combustibles a partir de la biomasa, donde la biomasa se somete a un tratamiento térmico en un intervalo […]