Aplicações das tecnologias

O processo de captura pós-combustão de CO2 consiste na separação ou remoção de

dióxido de carbono de um gás combustível que o contenha misturado com outros gases [72]. O CO2 pode ser capturado dos gases de exaustão de um processo de combustão graças à sua

absorção num solvente adequado. A captura pós-combustão refere-se à remoção de CO2 a

partir da energia dos gases de combustão antes de ocorrer a compressão, transporte e armazenamento [73].

Na captura pós-combustão, recorre-se a um solvente químico para separar o CO2 do

gás combustível. As unidades de captura pós- combustão podem ser vistas como um acréscimo local às fábricas que já existem.

Para uma melhor compreensão do que é a pós-combustão, segue-se um breve resumo. A tecnologia de pós combustão pode ser incorporada em instalações fabris já existentes ou usada em novas. O combustível fóssil é injetado numa caldeira e juntamente com ar, vai ocorrer combustão. Como consequência dessa combustão, existe a formação de vapor que vai servir para ativar turbinas para a geração de eletricidade. Vai igualmente ser formada uma corrente de gás combustível composta por dióxido de carbono, azoto e água. Este gás combustível vai passar por um aparelho onde vai ocorrer a lavagem química e onde vai haver a separação do dióxido de carbono dos restantes compostos. Depois de separado, então o dióxido de carbono vai ser tratado, pois precisa de ser comprimido e desidratado antes de poder ocorrer o seu transporte até ao local de armazenamento (Figura 15).

36 Figura 15: Esquema de captura pós- combustão. Adaptada de [74].

2.1.1.2.2. Pré- combustão

O processo de captura pré-combustão refere-se à remoção de dióxido de carbono de combustíveis fósseis, antes de a combustão estar completa [75]. Por exemplo, em fábricas cuja matéria-prima seja o carvão, este vai ser oxidado em vapor e oxigénio, sujeito a uma elevada pressão e temperatura, de modo a que seja formado um gás de síntese. Este gás de síntese é uma mistura que contem hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e outros compostos de pequena concentração.

Quando comparada com a tecnologia de pós-combustão, que permite a remoção de CO2 diluído ( ~5-15% concentração CO2) da corrente do gás de combustão a baixa pressão, o

gás de síntese formado vai ser rico em CO2 e vai estar a uma pressão maior, o que permite a

sua remoção facilmente, antes da combustão do hidrogénio ocorrer.

A pré- combustão permite capturar dióxido de carbono e maximizar o seu output. À entrada do sistema de pré-combustão existe uma unidade de separação de ar. Entra ar dentro desta unidade, que posteriormente vai produzir uma corrente de oxigénio praticamente puto e uma outra corrente de azoto. Essa corrente de oxigénio vai entrar dentro de uma fornalha. Este aparelho vai ter outra corrente de alimentação composta por combustível fóssil. Este vai reagir com o oxigénio, formando gás síntese. Este gás é uma mistura de vários gases, tais como o hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e água. À corrente de gás combustível é adicionada uma corrente de vapor através de um num shift reactor, que converte o monóxido de carbono em duas correntes, uma de hidrogénio e outra de dióxido de carbono. O CO2 desta

corrente vai então ser capturado dela e depois de passar pelo processo de compressão e desidratação, está pronto para transporte e armazenamento. O hidrogénio da outra corrente vai ser queimado e levado para turbinas, que juntamente com uma corrente de ar, originam eletricidade. O calor em excesso do gás combustível é levado para turbinas que funcionem a vapor, originando eletricidade (Figura 16).

37 Figura 16: Esquema de pré-combustão. Adaptada de [76].

2.1.1.2.3. Oxifuel

A tecnologia oxi-fuel é bastante parecida com a técnica de captura pós-combustão. A principal diferença entre estes 2 processos é que no oxi-fuel, a combustão dá-se com oxigénio puro em vez de ar. Assim, como consequência, o gás combustível vai ser constituído maioritariamente por dióxido de carbono e por vapor de água. A desvantagem é que a produção de oxigénio puro é bastante dispendiosa.

Esta tecnologia ainda não está tão desenvolvida como as tecnologias de pós- combustão. A principal vantagem desta técnica é a geração de um gás combustível constituído única e exclusivamente por CO2 e de vapor de água, que podem ser facilmente separados num

condensador [77].

Esta tecnologia queima combustíveis em puro oxigénio em vez de em ar. À entrada do sistema existe uma unidade de separação de gás, onde a sua alimentação é uma corrente de ar. Esta unidade tem como objetivo a separação do azoto que existe no ar do oxigénio. O oxigénio, juntamente com uma corrente de combustível vão ser injetados numa caldeira, onde vai ocorrer a combustão. Existe a formação de vapor, que vai ser bombeado para turbinas criadas com o intuito de gerarem eletricidade. O gás combustível, formado por dióxido de carbono e água vai ser re-circulado para poder haver um controlo da temperatura a que a caldeira está a operar. Desta maneira, o CO2 pode facilmente ser comprimido e desidratado,

38 Figura 17: Esquema de oxi-fuel. Adaptada de [78].

Na Tabela 1 pode-se ver facilmente algumas tecnologias que se podem utilizar para a captura e separação de dióxido de carbono e as suas possíveis aplicações.

Tabela 1: Quadro resumo das aplicações das tecnologias de separação e captura de CO2 e suas

aplicações Aplicações Tecnologias Separação de gás natural Pós-

Combustão Pré- combustão Oxifuel

Absorção usando solventes Adsorção Membranas

Criogénico

Com o auxílio da Tabela 1, pode-se se ver que a tecnologia de membranas é a que apresenta um maior número de aplicações, no entanto, esta não é utilizada em larga escala.