Visitas

Dr. MIRO HALUSKA (July 13th)

GCNN welcomed Dr. Miro Haluska from ETH Zurich. He provided an excellent lecture on sensor technology based on carbon nanotubes. Many thanks for your visit, Miro.

  

Dr. RUNE WENDELBO (June 23rd)

On Friday 23rd of June we welcomed Dr. Rune Wendelbo from Abalonyx AS. He provided an excellent Business lecture on graphene oxide products and market opportunities.

 

MANUELA MELONI (Univ. Sussex) Jun 2017

Manuela Meloni from University of Sussex carried out his secondment stay in our group (jun 2017). Closely working with Sandra, Emin and Lorenzo she worked on the synthesis of graphite oxide and on the synthesis of polymer composites with graphene. Work will continue at Univ. Sussex/ICB.
We are already thinking in future collaborations.

     

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Dr. MIRO HALUSKA (July 13th)

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Dr. RUNE WENDELBO (June 23rd)

On Friday 23rd of June we welcomed Dr. Rune Wendelbo from Abalonyx AS. He provided an excellent Business lecture on graphene oxide products and market opportunities.

 

MANUELA MELONI (Univ. Sussex) Jun 2017

Manuela Meloni from University of Sussex carried out his secondment stay in our group (jun 2017). Closely working with Sandra, Emin and Lorenzo she worked on the synthesis of graphite oxide and on the synthesis of polymer composites with graphene. Work will continue at Univ. Sussex/ICB.
We are already thinking in future collaborations.

     

Líneas anteriores

Mecanismos de formación de ensuciamiento (fouling) y de formación de escorias (slagging) en combustión de carbón y cocombustión de carbón y biomasa

Los fenómenos conocidos como escorificación (slagging) y ensuciamiento (fouling) suponen un gran problema operativo en las plantas de combustión de carbón para la producción de energía eléctrica. Las soluciones convencionales a este problema resultan insuficientes cuando la combustión se realiza en calderas de diseño avanzado, con quemadores de bajo NOx, que suponen zonas de combustión subestequiométrica donde los distintos minerales de la materia orgánica del carbón alcanzan la pared de la caldera sin estar completamente oxidados. Esta línea de investigación se dedica al conocimiento de la evolución de la materia mineral del carbón en ese entorno químico, su influencia en los puntos de fusión de las escorias y de cómo éstas ocasionan una alta incidencia de corrosión en las superficies de intercambio de calor, especialmente en el caso de la pirita.  Dentro de esta línea, se estudia la influencia del aumento del ensuciamiento en combustión de carbón y biomasa sobre distintos aceros y aleaciones. La cocombustion conlleva la deposición simultánea de sulfuro de hierro y aluminosilicatos procedentes del carbón, con sales alcalinas (con alto poder fundente) y halógenas (con gran potencial corrosivo) de la materia inorgánica de la biomasa, especialmente procedentes de ciclos biológicos cortos. Las principales técnicas instrumentales para estos estudios son la calorimetría diferencial de barrido, la microscopía electrónica de barrido y la difracción de rayos X.

Sorbentes regenerables para la captura de mercurio

El mercurio es un importante contaminante entre los metales tóxicos emitidos al aire debido a su volatilidad, persistencia y bioacumulación en el medioambiente y su impacto sobre el sistema neurológico. De entre las fuentes de emisión de Hg de origen antropogénico la que contribuye en mayor medida es la combustión de combustibles fósiles, principalmente el carbón. De acuerdo con los últimos registros de emisiones, recopilados por la Agencia Europea del Medioambiente, España es el tercer país de los 27 comunitarios (EU27) en emisiones de mercurio, principalmente debido a las centrales térmicas de carbón.

La retención del mercurio en su forma elemental a escala industrial, mediante la inyección de carbón activado, produce una gran cantidad de residuos peligrosos. Por este motivo, en el Grupo de Investigación “Procesos Químicos Avanzados” se ha dado un paso innovador en el desarrollo de los sorbentes regenerables basados en oro. Estos sorbentes son capaces de capturar mercurio elemental, ya que se basan en la capacidad del oro elemental (Au0) para amalgamarse con el mercurio. En este sentido, se ha desarrollado un nueva metodología sencilla de producción de nanopartículas de oro sobre soportes carbonosos estructurados. Esta metodología permitiría llevar a cabo la deposición de oro en condiciones de sostenibilidad, dado que se consumiría exclusivamente la fuente de oro, como único producto químico, y no habría, prácticamente, producción de residuos de proceso tras la retención del mercurio.

Materiales carbonosos para aplicaciones tecnológicas

Esta línea de investigación se ha centrado en el desarrollo de materiales carbonosos y sus aplicaciones tecnológicas en el área de la descontaminación de efluentes gaseosos. Se han preparado adsorbentes carbonosos a partir de precursores de diversos tipos: carbón, inquemados de cenizas volantes y biomasa,  siempre con el objetivo de obtener materiales baratos y con las propiedades adecuadas para la retención de especies volátiles, tanto inorgánicas (NOx, SO2) como orgánicas (COV).

    

Oxicombustión de carbón conjunta con biomasa: emisiones y fenómenos de corrosión

 

El objetivo de esta linea es simular el efecto de la oxicombustión sobre la materia mineral de las partículas  de carbón, determinando cómo influyen sobre su historia térmica las altas temperaturas de llama y velocidades de calentamiento que se darán en las plantas producción eléctrica con captura de CO2 aplicando tecnología oxyfuel. Se estudia el efecto de la oxicombustión sobre la escorificación (slagging), que constituye el problema operativo más relevante por deposición de inorgánicos sobre las superficies de intercambio, originario de la corrosión a alta temperatura.La propuesta novedosa consiste en la aplicación de condiciones realistas de velocidad de calentamiento y altas temperaturas mediante la proyección de los sólidos a través de una pistola o soplete de llama oxiacetilénica, que impactan sobre las superficies metálicas, seleccionadas para su aplicación en la construcción de calderas supercríticas avanzadas, monitorizando simultáneamente la velocidad y temperatura de partícula y la temperatura de llama. Por otra parte, la combustión oxyfuel también tendrá un efecto en la formación de especies inorgánicas volátiles, por las altas temperaturas de partícula, incidiendo directamente en el ensuciamiento en las baterías de los sobrecalentadores (fouling). En esta parte del trabajo se ha estudiado el comportamiento de los materiales metálicos a temperaturas superiores, (hasta Tmetal=750ºC) frente a la corrosión por depósitos inorgánicos, ya que la aplicación de ciclos ultrasupercríticos de vapor se vislumbra como uno de los principales objetivos tecnológicos en la producción de energía eléctrica

Captura y aprovechamiento de CO2

Líquidos iónicos para captura y uso de CO2

La captura de CO2  en la postcombustión es el método más empleado y estudiado actualmente ya que puede aplicarse fácilmente a las instalaciones existentes. Habitualmente se utilizan aminas para esta captura,  pero otra opción es  el uso de líquidos iónicos basados en sales de imidazolio. Estos líquidos iónicos son efectivos en la captura química de CO2 cuando se usan contraaniones débiles como acetato o fenolato. El estudio de estos sistemas  supone la evaluación de  diferentes contraaniones y  la polimerización de  los líquidos iónicos resultantes,  para obtener sólidos porosos capaces de ser usados en sistemas PSA o TSA.

 

Aprovechamiento de CO2 : carbonatación de  glicerina 

Aunque la tendencia actual contempla como más probable el almacenamiento del CO2 en pozos y acuíferos salinos profundos, existe también la posibilidad de usarlo como materia prima para la obtención de productos industriales.En este sentido, y dentro del programa CENIT del Ministerio de Industria y Energía, el grupo ha participado en el proyecto CENIT-CO2 liderado por ENDESA y Unión FENOSA con la misión de estudiar la unión química del CO2 producido en la combustión con la glicerina, actualmente un subproducto de la obtención de biodiesel a partir de aceites vegetales. El objetivo es lograr la reacción de los dos componentes para producir productos químicos de interés industrial, bien sea el carbonato cíclico de glicerina, bien policarbonatos de glicerina. Estos últimos son los más interesantes si sus propiedades resultan equivalentes a las de los polímeros industriales (textiles) en uso hoy en día. Con este objetivo se ensayan distintas condiciones de reacción, incluyendo medios supercríticos, y distintos catalizadores para convertir un gas de efecto invernadero en un reactivo de síntesis industrial.

Autooxidación y combustión espontánea de carbón

 

La aparición y extensión del fenómeno de oxidación natural y combustión espontánea de carbón almacenado en parvas depende de diversos parámetros físicos y químicos. Entre los parámetros físicos, el tiempo meteorológico, la disposición de la parva y su porosidad afectan intensamente al comportamiento del carbón frente a su oxidación natural. Los parámetros químicos más importantes son la naturaleza del carbón y su contenido de humedad, peróxidos y pirita.

El estudio de estos parámetro se lleva a cabo en parvas experimentales de 3000 Tm compactadas e instrumentadas para determinar variaciones locales de temperatura, y por primera vez se extiende el estudio a parvas de homogeneización de 40.000 Tm en la propia central térmica  Teruel (ENDESA).

Además de monitorizar temperatura, se efectuarán análisis de composición de carbón en zonas próximas a las sondas para determinar la extensión de la combustión y evaluar pérdidas de materia y energía debido a la combustión espontánea del carbón.

Oxihidrocombustión de carbón

La oxihidrocombustión de carbón es una tecnología de oxicombustión en fase de investigación, que pretende minorar los impactos energéticos de la producción de oxígeno y de la recirculación de CO2 mediante su reemplazo por vapor de agua.  Este proceso también llamado hidroxicombustión u oxicombustión de tercera generación tiene como ventajas la mayor simplicidad, la disminución de los costes asociados a la recirculación de gases, una reducción del tamaño específico de los reactores y una inhibición de la formación de contaminantes.

La linea de trabajo en desarrollo en el ICB consiste en   la caracterización experimental y numérica de los procesos de oxicombustión de carbón bajo atmósferas con altos contenidos en vapor de agua. El planteamiento va más allá de los estudios ya existentes que analizan el efecto de la recirculación por vía húmeda, con contenidos en vapor de agua limitados. Aquí se proponen estudios experimentales y numéricos con concentraciones de hasta un 80%. Asimismo, se investigará experimentalmente la influencia de la atmósfera O2/H2O/CO2 y del tipo de carbón sobre los procesos de ensuciamiento, corrosión y condensación, que pueden verse afectados por la alta concentración de agua y el contenido en azufre del combustible.

ICB