Análisis del proceso de absorción con cambio de presión (Pressure Swing Adsorption) para la separación de CO_2 presente en gases exhaustos de combustión

Abstract

En este trabajo se desarrolló un modelo matemático de la etapa de absorción que permite analizar de modo preciso el estado no estacionario del proceso de captura de CO_2 por Absorción de cambio de presión (PSA) no lineales, fue implementado y resuelto en el software gPROMS (herramienta avanzada para la simulación y optimización de procesos)Se realizó un análisis por simulación paramétrica para estudiar la influencia sobre la eficiencia de la absorción de las principales hipótesis de modelado, condiciones isotérmicas y no no-isotérmicas, diferentes modelos de equilibrio de absorción, seleccionando el modelo más preciso en comparación con los datos experimentales de absorción.Además se investigó en detalle la performance de diferentes metodologías resolutivas (método de diferencias finitas centradas y de colocación ortogonal). Finalmente se realizó un estudio de sensibilidad de las dimensiones (longitud y diámetro) de la unidad absorción.

In this work, a mathematical model of the absorption stage was developed that allows to accurately analyze the non-steady state of the CO_2 capture process by non-linear Pressure Change Absorption (PSA), it was implemented and solved in the gPROMS software ( advanced tool for the simulation and optimization of processes) An analysis by parametric simulation was carried out to study the influence on the absorption efficiency of the main modeling hypotheses, isothermal and non-isothermal conditions, different absorption equilibrium models, selecting the most accurate model in comparison with the experimental absorption data. In addition, the performance of different solving methodologies (centred finite difference method and orthogonal placement method) was investigated in detail. Finally, a sensitivity study of the dimensions (length and diameter) of the absorption unit was carried out.