Captura de CO2 en la elaboración de refrescos. Evaluación de su aplicación en una planta industrial.

Abstract

En este Trabajo Fin de Grado se detallan cada uno de los sistemas de captura de CO2, y se evalúa la implantación de tecnologías de membrana para la captura del CO2 emitido en una instalación de elaboración de refrescos. Para ello, se hace uso del software Engineering Equation Solver (EES) con el objetivo de evaluar la reducción del dióxido de carbono emitido por la instalación y analizar la posible recuperación del CO2 capturado planteando su recirculación y/o almacenamiento para su uso posterior o venta. En este sentido, se plantea una comparativa de dos modelos de captura con membranas: el primero de ellos de mezcla perfecta, donde se asume que las concentraciones de las corrientes de rechazo (R) y permeado (P) son las mismas; el segundo, de flujo cruzado, siendo este una combinación del modelo de flujo pistón, donde los flujos y concentraciones varían en función del punto considerado de la membrana, junto con el de mezcla perfecta. Este estudio se desarrolla en la zona calderas, donde a partir de los datos de emisión facilitados por la instalación, y los resultados obtenidos del programa EES, se selecciona el modelo más adecuado atendiendo al porcentaje de CO2 en la corriente de rechazo. A continuación, se realiza una estimación económica para evaluar el coste asociado a la instalación de la tecnología de membrana seleccionada. Por otro lado, a partir del precio de venta de la tonelada de CO2, y de la cantidad de CO2 emitido, se realiza una estimación del beneficio que podría alcanzar la empresa por instalar el sistema de captura basado en membranas selectivas.

In this Final Degree Project, each of the CO2 capture systems is detailed, and the implementation of membrane technologies for the capture of CO2 emitted in a soft drink production facility is evaluated. To do this, the Engineering Equation Solver (EES) software is used with the objective of evaluating the reduction of carbon dioxide emitted by the facility and analyzing the possible recovery of the captured CO2, considering its recirculation and/or storage for subsequent use or sale. In this sense, a comparison of two capture models with membranes is proposed: the first of them of perfect mixing, where it is assumed that the concentrations of the rejection currents (R) and permeate (P) are the same; the second, cross flow, this being a combination of the plug flow model, where the flows and concentrations vary depending on the considered point of the membrane, together with that of perfect mixing. This study is carried out in the boiler area, where based on the emission data provided by the installation, and the results obtained from the EES program, the most appropriate model is selected based on the percentage of CO2 in the rejection stream. Next, an economic estimate is made to evaluate the cost associated with the installation of the selected membrane technology. On the other hand, based on the sales price of a ton of CO2, and the amount of CO2 emitted, an estimate is made of the benefit that the company could achieve by installing the capture system based on selective membranes.