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Las tecnologías industriales de captura de carbono dependen cada vez más de equipos especializados de separación de gases para recuperar dióxido de carbono de las corrientes de gases de escape industriales. Entre estas tecnologías, la adsorción por oscilación de vacío (VSA) utiliza materiales adsorbentes para capturar selectivamente el CO2, seguido de una reducción de presión y una regeneración al vacío para liberar el gas capturado.
En este proceso, los equipos de vacío desempeñan un papel importante en la eliminación del gas residual de las torres de adsorción y en el apoyo a la regeneración del adsorbente. La bomba de vacío de anillo líquido 2BE3-520 puede considerarse una opción de equipo de vacío para esta etapa, ya que proporciona extracción de gas y permite su integración en el sistema completo de captura de carbono.
A diferencia de una instalación de vacío independiente, la 2BE3-520 se incorpora a una configuración de proceso completa que incluye torres de adsorción, tuberías de vacío, equipos de separación gas-líquido y componentes auxiliares de circulación. Su configuración debe corresponder a la secuencia de funcionamiento y a los requisitos de manipulación de gases del proceso de captura de carbono.
Los sistemas industriales de captura de carbono mediante VSA suelen utilizar varias torres de adsorción que funcionan en ciclos alternos. Mientras una torre captura CO2 de una corriente de gas industrial, otra puede estar realizando la despresurización o la regeneración al vacío.
La 2BE3-520 puede conectarse a los colectores de vacío que dan servicio a estas torres de adsorción. Cada torre está conectada a la tubería principal de vacío mediante una derivación independiente equipada con válvulas de aislamiento y conmutación. Esta disposición permite que el sistema de control conecte la torre correspondiente a la bomba de vacío durante su etapa de regeneración.
Mediante esta configuración, la 2BE3-520 pasa a formar parte de una red centralizada de extracción de vacío, en lugar de funcionar de manera independiente para una sola torre de adsorción.
Cuando una torre de adsorción entra en la etapa de regeneración, se abre la válvula de conmutación correspondiente y la 2BE3-520 extrae el gas liberado a través de la tubería de vacío.
El proceso de extracción de gas debe coordinarse con la secuencia de funcionamiento de las demás torres de adsorción. A medida que las distintas torres pasan por las etapas de adsorción, despresurización y regeneración, la carga de gas del sistema de vacío va cambiando.
Por lo tanto, la configuración de la bomba de vacío debe tener en cuenta los ciclos de funcionamiento combinados, los intervalos de conmutación y los requisitos de extracción de gas de toda la unidad de adsorción. En instalaciones de mayor tamaño, también pueden incorporarse varias bombas y disposiciones de reserva en el diseño de la estación de vacío.
La tubería de vacío conecta las torres de adsorción con la 2BE3-520 y proporciona una vía continua para extraer el gas que contiene CO2 liberado durante la desorción.
Se puede incorporar un recipiente de compensación de vacío a la disposición de las tuberías para ayudar a gestionar las variaciones en la demanda de extracción de gas. Las válvulas de aislamiento, los componentes de filtración de entrada y las conexiones adecuadas de las tuberías también contribuyen a la estabilidad del funcionamiento del sistema.
El gas extraído debe dirigirse a un sistema específico de recogida y tratamiento. Dependiendo del proceso de captura de carbono, puede ser necesario instalar equipos adicionales de acondicionamiento del gas y compresión aguas abajo antes de que el CO2 recuperado pueda entrar en los procesos posteriores de utilización, almacenamiento o transporte.
Como bomba de vacío de anillo líquido, la 2BE3-520 funciona con un líquido de sellado en circulación. Por lo tanto, su integración en un sistema de captura de carbono requiere considerar adecuadamente la circulación del líquido, la refrigeración y la separación gas-líquido.
Se puede instalar un separador en el lado de descarga de la bomba para separar el líquido de sellado del gas extraído. A continuación, el líquido separado puede entrar en un sistema de refrigeración y circulación de acuerdo con el diseño seleccionado.
La composición de la corriente de CO2 extraída es un aspecto importante de ingeniería. El vapor de agua, las sustancias condensables y otros componentes del proceso pueden influir en la selección del líquido de sellado, los materiales de los equipos y los componentes auxiliares de tratamiento.
La coordinación adecuada de estos componentes ayuda a establecer un conjunto completo de vacío adecuado para las condiciones de funcionamiento del proceso de captura de carbono.
El funcionamiento de un sistema VSA con múltiples torres depende de una coordinación precisa entre los ciclos de adsorción y la extracción de vacío.
La 2BE3-520 puede integrarse en un sistema de control basado en PLC que gestione el funcionamiento de la bomba y coordine las válvulas de conmutación de acuerdo con la secuencia de proceso programada.
Los transmisores de presión instalados en las torres de adsorción y en los colectores de vacío proporcionan información sobre las condiciones de funcionamiento. Basándose en estas señales, el PLC controla la conmutación de las válvulas y gestiona el arranque y la parada de la bomba de vacío.
El sistema de control también puede supervisar el estado de funcionamiento de la 2BE3-520, incluidas las condiciones de presión relevantes, las condiciones de descarga, la circulación del líquido de sellado y las señales de alarma.
En instalaciones que utilizan varias bombas de vacío, se pueden incorporar la conmutación automática de las bombas de reserva y el funcionamiento coordinado a la estrategia de control. Estas funciones ayudan a distribuir las tareas de extracción de vacío de acuerdo con los requisitos de funcionamiento de los equipos de adsorción.
La integración de la 2BE3-520 en un sistema industrial de captura de carbono requiere evaluar las condiciones completas del proceso, en lugar de limitarse únicamente a la selección de la bomba.
Durante el diseño del sistema deben evaluarse la composición del gas extraído, los requisitos de regeneración al vacío, los ciclos de funcionamiento y las variaciones del caudal de gas. Se debe prestar especial atención a los efectos de la humedad, las sustancias condensables y otros componentes presentes en la corriente de gas que contiene CO2.
También deben considerarse la compatibilidad de los materiales, la selección del líquido de sellado, los sistemas de refrigeración, la separación gas-líquido y el diseño de las tuberías de descarga.
La 2BE3-520 debe posicionarse como parte de la sección de regeneración al vacío y extracción de gas, no como un equipo de compresión de CO2 a alta presión. Cuando el CO2 recuperado requiera una presurización adicional, debe incorporarse aguas abajo un sistema de compresión diseñado por separado.
Mediante la integración de la 2BE3-520 con torres de adsorción correctamente configuradas, tuberías de vacío, equipos de separación gas-líquido, componentes de circulación de líquido y controles basados en PLC, los proyectos industriales de captura de carbono pueden establecer un sistema de vacío coordinado que respalde las etapas de regeneración y recuperación del proceso VSA.
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