C O 2 Naturaleza e Industria. Ing. Jorge Iorgulescu. La Plata, 10 de Octubre 2013

Transcripción

1 C O 2 Naturaleza e Industria Ing. Jorge Iorgulescu. La Plata, 10 de Octubre 2013

2 CO2 Temario 1. Propiedades 2. Función Natural 3. Industrialización 4. Conclusiones

3 C O 2

4 CO2 Propiedades Físicas Gas Inerte (seco) Acido Débil Inodoro e Incoloro Molécula Biatómica Alta Densidad Relativa Alto Calor de Vaporización Supercrítico Atrae Mosquitos

5 Estados Físicos Gas en condición Atmosférica Líquido a Alta Presión (15 c / 50 ata) Líquido a baja presión ( 20 c / 20 ata) Sólido sublima a 78,5 c Temperatura Crítica 31 c Presión Crítica 74 ata Punto Triple 56,6 c / 4 ata Hidrato (nieve) CO2.8H2O Carbonia (vidrio)

6 Densidades Relativas en Kg/m3 CO2 1,87 N2 1,18 O2 1,35 Ar 1,69 CH4 0,68 Aire 1,23

7 Composición del Aire CO2 400 ppm N2 78% O2 21 % Ar 0,9 % CH4 2 ppm Otros

8 Aplicaciones CO2 Efervescencia Químico Presión Refrigerante Solvente Bacteriostático Pesticida Fotosíntesis Inertizante Extinguidor

9 CO2 en la NATURALEZA

10 Gases de la Atmósfera Monoatómicos : N2, O2, Ar Transparentes a radiación IR Bi y Triatómicos: H2O, CO, CO2, CH4, FCs, etc. Absorben y Emiten radiación IR

11 Efecto Invernadero. Mecanismo Sol, calienta tierra y océanos. Tierra y Océanos emiten radiación IR Gases de Efecto Invernadero (GHG) Absorben y Reflejan radiación IR, elevando temperatura atmosférica Gases Monoatómicos son transparentes a la radiación IR

12 GHG Efecto Relativo H2O % CO % CH4 4 9 % O3 3 7 % FCs N2O Nota: variaciones debidas a condiciones regionales

13 Efecto Invernadero Agua vapor 55 % CO2 18 % CH4 6 % O3 5 % Otros (FCs, N2O, etc) Nota: promedios globales

14 GHG Greenhouse Gases Emisión Anual: T/A CO2 : 77 % CH4 : 15 % N2O : 7 % FCs : 1 %

15 GHG Emisión Geo Total T/A 20 % USA 30 % Europa + China 16 % Rusia + Japón + India 7 % Brasil + Corea + Canadá 27 % Resto

16 Emisión Anual CO Tons Industrias Energía Transporte Construcción Agricultura y Ganadería Otros COMERCIAL: Tons/año Fisiología humana 1 Kg/día/hab Población mundial: CO2 Exhalado: Tons/año Energía = Confort ==> Ambiente??

17 Emisiones de CO2 (Tons/Hab.) Qatar 49 Baharian 22 Saudi Arabia 19 USA 18 Canadá 18 Rusia 12 Alemania 10 Gran Bretaña 9 España 7 China 6 Argentina 5 Brasil 2 India 1

18 CO2 en Atmósfera Concentración Pre industrias 280 ppm Actual 400 ppm ==> Incremento 2 ppm/año Temperatura : Siglo XX: +1 c Fluctuación de los promedios anuales: +/ 1 c Predicción Siglo XXI: + 1 a 2 c

19 FOTOSINTESIS Ciclo C Energía Solar (Luz) Absorción por clorofila Más H2O. Más CO2 Síntesis de Carbohidratos, O2 al ambiente

20 EFECTOS NEGATIVOS GHG (varían por región) Incremento de temperatura ambiente Incremento temperatura Tierra y Océanos Licuefacción de hielos Incremento nivel de océanos Cambios en precipitaciones

21 EFECTOS POSITIVOS GHG (varían por región) Mejora agrícola en calidad y cantidad Clima más moderado Más precipitaciones Mejora zonas áridas.

22 CO2 Industria Fuentes Especificaciones Procesos Almacenaje Distribución Usos

23 FUENTES ( Económicas ) de CO2 NATURALES: Geisers Manantiales Pozos Generación Combustión C. Carbonato + Acido Subproducto : Fermentación Reformador Vapor Oxidación Parcial

24 Impurezas Comunes CO2 concentraciones desde ppm a % H2O Compuestos de Azufre O2 Hidrocarburos Aromáticos CO NH3 Ar Comp.Orgánicos Óxidos de Nitrógeno

25 Purificación CO2 Lavado Compresión Filtros Adsorción Absorción Criogenia Comb.Catalítica Membranas Flashing Proc.Químicos Liquefacción Destilación

26 Agencias Reguladores Agencias Bromatológicas ISBT International Society Beverage Technologist EIGA European Industrial Gases Assoc. CGA Compressed Gases Assoc.

27 Calidad CO2 CO2 Mín. 99,9/Std. 99,99 (Máximas impurezas en ppm.) H2O 20 O2 30 CO 10 NH3 2,5 Fosfina 0,3 HC Total 50 Comp.Azufre 0.1 CH4 20 Aldehido 0,2 Aromáticos 20 ppb

28 Proceso de CO2 GAS: Generado o Subproducto Compresión Concentración Purificación Licuefacción Destilación Subenfriamiento Almacenaje

29 Almacenaje de CO2 Liquido alta presión : Cilindros 50/70 ata. Temperatura ambiente Líquido baja presión : Tanque térmico 20 ata / 20 c Sólido (Hielo Seco) : Cajas térmicas 78,5 c /Presión atmosférica

30 USOS CO2 por propiedades Efervescencia Inerte Ácido Débil Presión Refrigeración Alta densidad Solvente Bacteriostático Pesticida Fotosíntesis

31 CO2 en Industrias Gaseosas Alimentos Petróleo Químicos Farmacéuticos Agricultura Nuclear Electrónica Metalurgia Siderurgia Textil Cueros Transporte Plásticos Laser Extinguidores Meteorología Eutanasia

32 CO2 COMERCIAL TON/AÑO (2,8 Kg/hab/año) Por regiones USA 25 Américas 9,6 Europa 5 Europa Occid. 10 Japón 10 Asia 1

33 CONCLUSIONES Balance de GHG Reducción de energía de C Energías alternativas Solar. Eólica Hidráulica Nuclear Secuestro de GHG Reforestación

34 CO2 Secuestro Almacenaje Pozos agotados de Hidrocarburos Cavernas salinas Fracturing Recuperación Secundaria Profundidades oceánicas Productos Químicos Comercialización Secuestro geológico

35 Balance Natural CO2 en Atmosfera Contribuyentes: Volcanes. Geisers. Manantiales Incendios. Respiración Animal Fermentación. Putrefacción Océanos Consumen Fotosíntesis. Reforestación. Agricultura

36 Función del CO2 Fuente de C Mantiene temperatura Acidificación oceánica O2 de Fotosíntesis

37 CICLOS NATURALES Ciclos Naturales Ciclo N2 Ciclo H2O Ciclo C Natural (balance) Adiciona y Consume Humano: Adiciona y no remueve Ciclo del Carbono Océanos tons Biomasa tons Atmósfera tons Energía = confort ==> ambiente???

38 Muchas Gracias por vuestra atención