Premio para una investigación sobre recuperación de H2 y diésel sintético en centrales de gasificación

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La Real Academia de Doctores de España ha premiado un trabajo de investigación realizado como tesis doctoral por la química Ana Raquel de la Osa Puebla, actualmente profesora en la Universidad de Castilla – La Mancha consistente en la obtención de hidrógeno y combustibles líquidos sintéticos tras su procesado en la central térmica de gasificación integrada en ciclo combinado que existe en Puertollano (Ciudad Real). .

Este sistema de producción de energía consiste en transformar una materia carbonosa (carbón, biomasa, plásticos, combustibles hidrocarbonados, asfalto, residuos de plantas de craqueo…) en una determinada mezcla de gases. Para ello se trata la materia carbonosa con distintos gases, llamados agentes gasificantes.

Según la calidad de la materia carbonosa y la naturaleza del gasificante se obtienen mejores o peores mezclas de combustible. Los peores resultados los produce el oxígeno puro, que genera CO (si se emplea aire, se produce, además, N2). Cuando el gasificante es una mezcla de oxígeno (o aire) y vapor de agua se obtiene gas de síntesis (más N2, en su caso). El gas de síntesis es fundamentalmente una mezcla de CO y H2 y se utiliza para impulsar una turbina de gas conectada a una turbina de vapor (este sistema se llama de ciclo combinado porque la energía se obtiene de dos ciclos termodinámicos, el que se produce en la turbina de gas y el que se da en la de vapor). En todos los procesos se pueden formar cantidades variables de CO2, H2O, H2S, NH3, COS, HCN, N2, Ar y cenizas y de metano (y otros hidrocarburos si se trabaja a presión alta y usando catalizadores).

Por lo tanto, el gas de síntesis obtenido no solo se puede emplear para producir energía en las turbinas, sino para obtener compuestos químicos hidrogenados (especialmente hidrocarburos) y para usos en refinerías (calderas, hornos, producción de electricidad y vapor…),

El trabajo premiado

El trabajo premiado se denomina Aprovechamientos de corrientes procedentes de una central GICC mediante los procesos Water Gas Shift y Fischer-Tropsch. No entendemos por qué denominan el primer proceso en inglés –¿hay una patente que obligue a usar ese nombre o simplemente se trata de dar una pátina de sabiduría al título el trabajo?–, ya que water gas en español es gas de agua de toda la vida. (El gas de agua es prácticamente lo mismo que el gas de síntesis; quizá quepa diferenciarlos por su origen.) En cualquier caso, el proceso consiste en la siguiente reacción de desplazamiento:

CO(g) + H2O(vapor) → CO2(g) + H2(g)

En cuanto al segundo, descubierto por los químicos alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch en la tercera década del siglo pasado, permite obtener hidrocarburos líquidos (gasolina, queroseno, gasoil…) y lubricantes a partir de gas de síntesis (CO + H2). Los productos son alcanos (CnH2n+2) y alquenos (CnH2n) y otros secundarios no deseados como carbón sólido, metano y alcoholes.

La investigación de la profesora Ana Raquel de la Osa ha consistido en aprovechar las corrientes gaseosas que emanan de la central de ciclo combinado para obtener hidrógeno muy puro y en diseñar los catalizadores adecuados y sus condiciones de operación para producir diésel sintético con el mayor rendimiento posible.

El trabajo lo han dirigido los catedráticos Antonio de Lucas Martínez y Paula Sánchez Paredes. El premio lo otorga la Fundación Repsol.

La planta de Puertollano

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La central térmica donde se han realizado estas investigaciones es propiedad de la empresa Elcogás. Entró en funcionamiento en 1998 (primera de España) y es la mayor planta de desgasificación integrada en ciclo combinado del mundo. Produce 335 MW y su tecnología de gasificación se denomina de Krupp-Uhde, que ahora está unificada con la tecnología de Shell.

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