Análisis de la eficiencia de un motor operando en modo oxicombustión para posibilitar la captura del CO2 emitido

Abstract

[ES] Se estudia como adaptar un motor para operar con oxicombustión. El objetivo es la generación in-situ del oxígeno usando membranas cerámicas de transporte de iones para separar el oxígeno del aire. Para la operación de estas membranas se recupera la energía de los gases de escape. Esta recuperación de energía posibilita la operación de estas membranas sin consumo de energía extra y sin afectar sensiblemente a la operación de la arquitectura tradicional de estos motores. Como no se usa el N2 del aire en la combustión no se emiten NOx. Como sólo se emite vapor de agua y CO2 por el escape del sistema, se puede condensar el agua y capturar del CO2 con purezas del entorno del 95% en forma de líquido supercrítico a base de compresiones multietapa con enfriamiento intermedio. En el trabajo se estudiará el sistema de recuperación de energía necesario y su integración con el motor.

[EN] It is studied how to adapt an engine operates with oxy-combustion. The goal is the in-situ generation of oxygen using ceramic ion transport membranes to separate oxygen from air. For the operation of these membranes, energy is recovered from the exhaust gases. This energy recovery enables the operation of these membranes without extra energy consumption and without noticeably affecting the operation of the traditional architecture of these motors. Since the N2 of the air is not used in the combustion, NOx is not emitted. As only water vapor and CO2 are emitted by the system exhaust, the water can be condensed and CO2 captured with purities of around 95% in the form of supercritical liquid based on multistage compressions with intermediate cooling. In the work the necessary energy recovery system and its integration with the engine will be studied.

[CA] El present Treball de Fi de Grau, Análisis de la eficiencia de un motor operando en modo oxicombustión para posibilitar la captura del CO2 emitido, s’estudia la viabilitat de la implementació de l’oxicombustió en un motor Diesel, estudiant l’efecte que té en el seu comportament. Per a això, s’ha dividit en dues parts diferenciades. La primera d’elles comprén un estudi teòric de les tecnologies utilitzades, és a dir, els motors d’encesa per compressió i la combustió amb oxigen. Així mateix, es realitza un anàlisi de l’impacte que tenen les emissions contaminants pròpies del motors de combustió interna alternatius. A continuació, es procedeix a la implementació d’un sistema de producció d’oxigen, que permiteix dur a terme la oxicombustió, mitjançant el software VEMOD. S’estudien diverses configuracions, amb l’objectiu d’aconseguir el mínim consum de combustible i la màxima eficiència. Finalment, s’estudien els resultats obtinguts i es comparen amb els del motor original amb el fi de comprovar si el projecte és factible.