Diseño de un sistema de captura costo/efectivo de dióxido de carbono expulsado a la atmósfera en la Central térmica Tesorito, accionada por motores a gas de gran cilindrada para CELSIA S.A.

CELSA S.A es una empresa de generación de energía que cuenta con una planta térmica ubicada en Sahagún/Córdoba llamada el Tesorito. En donde se utilizan motores de quemado pobre de gas natural a gran cilindrada, sin embargo, se tiene la necesidad de mejorar la rentabilidad del proceso de generación....

Full description

Autores:: Díaz Ching, Sebastián
Parejo Santiago, Nathaly
Serpa Prieto, Ricardo

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2023

Institución:: Universidad del Norte

Repositorio:: Repositorio Uninorte

Idioma:: spa

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description	CELSA S.A es una empresa de generación de energía que cuenta con una planta térmica ubicada en Sahagún/Córdoba llamada el Tesorito. En donde se utilizan motores de quemado pobre de gas natural a gran cilindrada, sin embargo, se tiene la necesidad de mejorar la rentabilidad del proceso de generación. Por lo cual el objetivo principal del proyecto es diseñar un sistema costo/efectivo de captura de CO2 usando absorción química por medio de amina para su posterior valorización, el cual utiliza el 30% de los gases a la salida de los motores debido a la variabilidad de demanda energética. El principal reto se establece a la salida del motor porque estos gases tienen una temperatura de 460°C y para la captura en el absorbedor se necesita que ingresen a una temperatura de 40°C. Por lo tanto, se diseña a detalle un sistema de enfriamiento que está constituido por 3 intercambiadores de calor en serie de tipo flujo cruzado con un arreglo alineado de banco de tubos con aletas, en los cuales se usa agua como refrigerante. Este flujo de agua cambia de fase liquida a vapor usando la energía proveniente de los gases de combustión y luego utilizar el vapor generado para suministrar el calor necesario en la torre de destilación, donde se lleva a cabo la regeneración de la amina. Obteniendo así un proceso regenerativo en el cuál se presentan pérdidas de calor despreciables. También se realiza una simulación con el software Aspen HYSYS para obtener el porcentaje de CO2 capturado; teniendo en cuenta este valor se realiza un estudio técnico-económico en donde se obtiene una tasa interna de retorno del 14% con mínimos riesgos en el proceso.
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Por lo tanto, se diseña a detalle un sistema de enfriamiento que está constituido por 3 intercambiadores de calor en serie de tipo flujo cruzado con un arreglo alineado de banco de tubos con aletas, en los cuales se usa agua como refrigerante. Este flujo de agua cambia de fase liquida a vapor usando la energía proveniente de los gases de combustión y luego utilizar el vapor generado para suministrar el calor necesario en la torre de destilación, donde se lleva a cabo la regeneración de la amina. Obteniendo así un proceso regenerativo en el cuál se presentan pérdidas de calor despreciables. También se realiza una simulación con el software Aspen HYSYS para obtener el porcentaje de CO2 capturado; teniendo en cuenta este valor se realiza un estudio técnico-económico en donde se obtiene una tasa interna de retorno del 14% con mínimos riesgos en el proceso.CELSA S.A is an energy generation company that operates a thermal power plant located in Sahagún/Córdoba called "El Tesorito." The plant uses large-displacement natural gas lean-burn engines. However, there is a need to improve the profitability of the generation process. Therefore, the main objective of the project is to design a cost-effective CO2 capture system using chemical absorption with amines for subsequent valorization. This system utilizes 30% of the exhaust gases from the engines due to the variability in energy demand. The main challenge arises at the engine outlet since these gases have a temperature of 460°C, and they need to enter the absorber at a temperature of 40°C for capture. Hence, a detailed cooling system is designed, consisting of three cross-flow heat exchangers in series with an aligned arrangement of finned tube bundles, using water as the coolant. This water flow undergoes a phase change from liquid to vapor, utilizing the energy from the combustion gases. The generated vapor is then used to supply the necessary heat in the distillation tower, where amine regeneration takes place. This achieves a regenerative process with negligible heat losses.Additionally, a simulation is performed using Aspen HYSYS software to determine the percentage of 83% captured CO2. Based on this value, a technical-economic study is conducted, resulting in an internal rate of return of 14% with minimal risks in the process.spaBarranquilla, Universidad del Norte, 2023Universidad del Nortehttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2CO2CapturaCELSIADiseño de un sistema de captura costo/efectivo de dióxido de carbono expulsado a la atmósfera en la Central térmica Tesorito, accionada por motores a gas de gran cilindrada para CELSIA S.A.Design of a cost-effective carbon dioxide capture system emitted into the atmosphere at Tesorito Power Plant, powered by large-displacement gas engines for CELSIA S.A.articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501ORIGINALfinal final.jpgfinal final.jpgDiagrama de flujo y control del sistema con imagen 3D de los intercambiadoresimage/jpeg164362https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/10584/11854/1/final%20final.jpg6ff15a47304355a697f01eb47349ade2MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/10584/11854/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5210584/11854oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/118542024-02-07 09:58:16.578Repositorio Digital de la Universidad del Nortemauribe@uninorte.edu.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