An experimental study on CO2 capture to identify additives to improve the sorption process

Abstract

El aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera debido a actividades humanas ha llevado a un calentamiento global preocupante. La absorción de CO2 con aminas ofrece una solución prometedora al capturar el CO2 emitido por diversas fuentes industriales antes de que llegue a la atmósfera. Por ello, una adecuada selección de aminas permite el desarrollo en la tecnología. Este trabajo se centra en relizar un estudio de sorción con aminas, incluyendo: Metildietanolamina (MDEA), Dietilentriamina (DETA), Trietanolamina (TEA), y Monoetanolamina (MEA), en una solución al 40%, bajo condiciones de alta presión (500 psig) y a una temperatura de 30°C, tanto en sistemas con agitación como sin agitación, ya que la agitación puede tener influencia en la transferencia de masa en sistemas líquidos, así como la difusión del soluto. El estudio incluye, análisis termodinámicos para evaluar la eficiencia de cada una de las aminas, centrándose en determinar la capacidad de carga de CO2 y análisis cinéticos que permitieron calcular la velocidad de reacción y el tiempo necesario para que el sistema absorba un porcentaje específico de CO2. De acuerdo a esto, DETA y MDEA presentan los mejores resultados termodinámicos, mientras que MEA y TEA exhiben una mayor velocidad de reacción. Además, se lleva a cabo un análisis económico que posibilita evaluar la viabilidad y rentabilidad de implementar las aminas seleccionadas, este análisis reveló que la MDEA tiene el costo más bajo por inversión para absorber una tonelada de amina, siendo 2 a 4.5 veces menos costosa que las otras aminas. Por último, se realizó un estudio de corrosividad con la intención de confirmar la influencia del tipo de aminas en el efecto corrosivo. Siendo MEA, una amina primaria, la más corrosiva, y TEA, una amina terciaria, la menos corrosiva. En conjunto con todos los estudios realizados, se sugiere que MDEA es la amina más favorable para la absorción de CO2.