Valorización termoquímica de biomasa mediante pirólisis con captura de CO2

Esta propuesta se centra en el desarrollo a escala piloto de una tecnología innovadora de valorización material y energética de biomasa basada en pirólisis, con emisiones netas negativas. Esta propuesta está en línea con la necesidad de impulsar tecnologías de carbono negativo para la mitigación del cambio climático, a la vez que se genera bioenergía y productos de base orgánica.
Gracias al diseño del reactor, mediante la integración de un sistema de pirólisis de lecho móvil, que permite obtener biocarbón y biooil, con un sistema de combustión química en bucle (CLC) de lecho fijo que oxida los gases de pirólisis, se consigue simultáneamente un funcionamiento autotérmico, y capturar íntegramente el CO2. La captura de CO2 se realiza sin la penalización energética asociada a la separación del CO2, lo que representa una ventaja significativa.

De este modo, los beneficios de la obtención de energía y productos neutros en carbono por pirólisis se potencian enormemente, ya que el proceso global de valorización de la biomasa puede ser negativo en carbono (alcanzando un máximo estimado del 70% del C de la biomasa original capturado tanto en el biochar como en la corriente de CO2 de alta pureza que sale del sistema CLC).

Las corrientes gaseosas calientes que salen del sistema CLC (una corriente de CO2 + H2O y una corriente de aire sin oxígeno) pueden generar un excedente de calor para ser utilizado in situ.

Como resultado, el 100% de la biomasa se convierte en productos potencialmente utilizables, todos los flujos de salida del proceso son comercializables, utilizables o capturables, y se evitan todas o la mayoría de las emisiones gaseosas contaminantes de la combustión de los gases de pirólisis en una caldera convencional. El sistema no requiere un gas portador.

Biomass valorization with carbon-negative thermochemical approach by means of pyrolysis

This proposal is focused on the development at pilot scale of an innovative technology to valorize biomass (energy and materials) by means of pyrolysis, with net negative emissions. This proposal is in line with the global need for deploying carbon negative technologies for climate change mitigation, while generating bioenergy and organic-based products.
By integrating a moving bed pyrolysis system (to obtain biochar, bio-oil) with a fixed bed chemical looping combustion (CLC) system that oxidizes pyrolysis gases, autothermal operation, as well as integrated CO2 capture by design, are achieved. CO2 capture is done without an energy penalty associated to its capture, which represents a significant advantage.
In this way, the benefits of obtaining carbon neutral energy or products by pyrolysis are greatly enhanced, as the overall biomass valorization process can be carbon negative (reaching an estimated maximum of 70% of the original biomass-C, captured in both biochar and the high purity CO2 stream exiting from the CLC system).
The hot gaseous streams exiting the CLC system (a CO2 + H2O stream and an oxygen-depleted air stream) can generate surplus heat to be used onsite.
As a result, 100% of the biomass is converted into potentially usable products; in other words, all of the output streams of the process are marketable, usable or capturable, and all -or most-of the gaseous pollutant emissions of combusting pyrolysis gases in a conventional boiler are avoided. The system does not require a carrier gas.

Proyecto PDC2022-133374-I00 financiado por: