Gasificación de aceites con agua en estado supercrítico

Resumen

En la actualidad nos encontramos en un contexto de creciente preocupación por un conjunto de problemas ambientales y energéticos, motivados por el aumento del consumo de recursos naturales, que se están agotando, y de energía, con una demanda cada día mayor. Estos problemas van de la mano con la generación de grandes cantidades de residuos, que se deben gestionar y tratar de manera adecuada para paliar los daños que pueden provocar, y el empleo predominante de fuentes de energía contaminantes y limitadas, principalmente los combustibles fósiles, para la cobertura de la demanda energética. En este trabajo, se propone como solución parcial gestionar y tratar los residuos a través de tecnologías que no los destruyan simplemente, sino que permitan su conversión en productos de alto valor. Uno de los grupos de residuos peligrosos que se generan en mayor cantidad en todo el mundo está representado por los residuos aceitosos, con orígenes muy diversos, desde la industria de la metalurgia o de la automoción, pasando por la industria petroquímica, hasta industrias de procesamiento de alimentos o pequeños consumidores de aceites como los restaurantes o el ámbito doméstico. Es por ello por lo que se estudia la posibilidad de valorizar energéticamente este tipo de residuos, consiguiendo al mismo tiempo reducir el impacto ambiental de los desechos, el consumo de los recursos naturales, y cubrir parte la creciente demanda energética. Para ello, se propone la transformación de estos residuos en un gas con alto poder calorífico a través de un proceso de gasificación con agua en estado supercrítico. El proceso de gasificación con agua supercrítica (GASC) se lleva a cabo en condiciones en las que el agua supera su punto crítico (temperatura crítica de 374 °C y presión crítica de 221 bar), pero puede tener lugar en circunstancias variables, que determinan los mecanismos y cinéticas de reacción y, en particular, la composición del gas resultante, con una proporción predominante de metano si el proceso se efectúa a menor temperatura o una mayor cantidad resultante de hidrógeno con temperaturas superiores. La GASC representa un proceso con un gran potencial, pero aún no se ha implantado a escala industrial, sino que se encuentra en fase de investigación mediante estudios teóricos y a escala de laboratorio y en plantas piloto. En este estudio se ha seleccionado como producto objetivo para la GASC de residuos aceitosos el hidrógeno, por su papel destacado como vector energético del futuro. El hidrógeno, además de tener multitud de aplicaciones en la industria para el procesamiento de diversos productos químicos, se considera una de las alternativas más prometedoras para sustituir a los combustibles fósiles y constituir un sistema energético, en el que, además, es capaz de integrar a otras fuentes de energía renovables actuando como medio de almacenamiento de energía. Ahora bien, para lograr una transición efectiva hacia una posible “Economía del Hidrógeno”, es necesario elaborar modelos que permitan establecer estrategias que sirvan de base para diseñar planes, inversiones y normativas a seguir para lograr un sistema sostenible y viable técnica, económica y ambientalmente. En la presente Tesis Doctoral se ha diseñado un sistema de gasificación con agua supercrítica para la valorización energética de residuos aceitosos mediante su transformación en un gas con alto contenido de hidrógeno. Como resultado del estudio, se concluido cuáles son alternativas más viables para su integración en modelos productivos con aprovechamiento del gas resultante, así como las condiciones en las que se maximiza el grado de conversión de los residuos en formas finales de energía optimizando la eficiencia y el coste de la cadena de suministro completa y, en particular, la eficiencia energética en la etapa de conversión del residuo en gas de síntesis. Por tanto, se ha desarrollado una alternativa prometedora en la transición hacia modelos de “Economía Circular”.