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La presente invención presenta un sistema integrado de producción de Na2HCO3 a partir del CO2 capturada de industrias o plantas de potencia mediante un proceso de carbonato seco partiendo de trona como materia prima (Na2CO3 · NaHCO3 · 2H2O) y convirtiéndo

El conocimiento del punto de autoignición de los motores bajo combustión HCCI es un apartado fundamental en el futuro desarrollo de estos motores. En este trabajo tratamos de proporcionar una herramienta computacional, con un detallado estudio de la cinética química, la cual resulta imprescindible para la compresión del fenómeno HCCI This paper reviews some of the engine research results and available data from HCCI combustion kinetics studies. Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) combustion has recently emerged as a viable alternative combustion process to the conventional spark ignition or compression ignition process for internal combustion engines, owing too its potential for high efficiency and extremely low NOx and particulate emissions. Methods for automatic quasi-steady-state reduction of reaction mechanisms a life time measure to detect equilibrated species has been developed and applied to homogeneous model of HCCI engine fuelled with its two fuels.

En el presente trabajo se describe la caracterización aerodinámica del conducto de admisión de un motor de encendido por compresión monocilíndrico con refrigeración por aire. Para ello se estudia la evolución para cada configuración operativa del coeficiente de descarga y del swirl mediante experimentación y simulación con un código de cálculo fluidodinámico In the present work the aerodynamic characterization of the intake duct of an air cooled single cylinder compression ignition engine is described. The discharge coefficient and swirl for each configuration is studied by means of experimentation and simulation with a computational fluid dynamics code.

Este artículo aborda la validación de una herramienta numérica, basada en técnicas de volúmenes finitos, para el estudio de flujos bidimensionales, compresibles, viscosos, previamente desarrollada, tras su adaptación a un mallador genérico comercial. Se describen las modificaciones añadidas al código original, de manera que se contemplen de manera adecuada las irregularidades del mallado, indicando la formulación empleada. Finalmente se presentan los resultados para dos configuraciones de cascadas de turbomáquinas axiales con perfiles NACA 65010 y C4 con diferentes incidencias. In this work the adaptation of a CFD code to highly unstructured meshes generated from a commercial code has been presented. The CFD code was previously developed within this group, and it solves the Navier-Stokes equations for viscid and compressible flows with finite volume techniques (SIMPLE and PISO). The main corrections are commented and the corrected code have been applied to the analysis of turbomachinery cascades.

En este articulo se expone el estudio estático de un compresor, del modelo actual y del nuevo diseño obtenido de las conclusiones del primero. La herramienta utilizada para el cálculo por elementos finitos ha sido el programa "NASTRAN".

El presente trabajo se ocupa del modelado fluidodinámico de un compresor de seis cilindros dispuestos en W por medio de un modelo matemático 0 - dimensional de avance temporal, basado en la metodología "Filling and Emptying". Para ello, se estudia su configuración geométrica para poder así establecer una discretización espacial del mismo, se le aplican las ecuaciones básicas a dicho modelo teniendo en cuenta las particularidades del fluido de trabajo y se ensayan experimentalmente las válvulas para representar el flujo a través de ellas. Todo lo anterior se integra en un algoritmo de resolución para poder enjuiciar la bondad del modelo comparándolo con unos resultados experimentales sobre una máquina real. Una vez validado, se varían algunos parámetros para optimizar las variables fundamentales potencia consumida y gasto suministrado.

Además de en las actas del congreso se publicó en: Anales de ingeniería mecánica, 12 (1), 618-624. XIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica: Terrasa, 1998. El presente artículo se ocupa de la aplicación de un modelo de inyección de bomba rotativa al diseño de la misma. En éste se detalla un modelo del sistema de inyección, el cual se ha formado a partir del modelado de las diferentes cámaras que constituyen el sistema. Una vez validado el modelo, se desarrolló un método de optimización basado en una estructura tipo Newton discreto. El modelo utiliza de forma independiente dos grupos de variables de diseño. En un caso la ley de la leva y en otro parámetros del sistema de inyección. El algoritmo de optimización opera sobre el modelo del sistema de inyección hasta conseguir una ley de inyección prefijada.

La transición energética ha tomado las energías renovables como pilar, a pesar de las restricciones de variabilidad climática con las que cuenta. El uso de sistemas de almacenamiento termoquímico se plantea como una opción de vital interés para escenarios futuros de gestión de la demanda y el suministro de energía eléctrica a red. En este trabajo se plantea el estudio de un sistema basado en metanol altamente flexible que hace uso de reacciones de metanación y desplazamientos para la producción de gas natural sintético. Se propone también un modelo basado en la conversión de metano a metanol, para completar el ciclo. En ambas rutas se podrá extraer potencia a partir de la combustión del gas natural producido a partir de un ciclo Joule-Brayton, así como aprovechar la potencia procedente de las reacciones exotérmicas en ciclos orgánicos de Rankine regenerativos. Se obtienen así rendimientos globales de conversión del 50 % para la ruta CH3OH-CH4 y del 43 % en la ruta CH4-CH3OH, a partir de ocho horas de almacenamiento en cada caso. Los costes nivelados de energía resultan de 0.10 €/kWh y 0.15 €/kWh, respectivamente. La integración del bloque de potencia con la configuración propuesta indica rendimientos para una turbina de gas de 100 MW del 35 % y del 10.5 % para ORC de 450 kW que usa Tolueno como fluido de trabajo. Energy transition has taken renewable energies as a pillar, despite the constraints of climate variability. The use of thermochemical storage systems is considered as an option of vital interest for future demand and supply management scenarios of electricity to grid. This work studies a highly flexible methanol-based system that makes use of methanation reactions and shifts for the production of synthetic natural gas. A model based on methane to methanol conversion is also proposed to complete the cycle. In both routes, power can be extracted from the combustion of natural gas produced from a Joule-Brayton cycle, as well as recovering residual energy from the exothermic reactions in regenerative organic Rankine cycles. Overall conversion efficiencies of 50 % for CH3OH-CH4 route and 43 % for CH4-CH3OH route are obtained, from eight hours of storage in each case. The levelised energy costs are 0.10 €/kWh and 0.15 €/kWh, respectively. The integration of the power block with the proposed configuration indicates efficiencies for a 100 MW gas turbine of 35 % and 10.5 % for a 450 kW ORC using toluene as the working fluid. Universidad de Sevilla. Máster en Sistemas de Energía Térmica

El objetivo de este proyecto es realizar un estudio técnico de una instalación híbrida de planta fotovoltaica para producción de hidrógeno con electrolizador. Además, se hará un estudio de las distintas tecnologías necesarias. En primer lugar, se realizará un estudio del panorama energético actual, para conocer el contexto energético mundial y la importancia que puede tener el hidrógeno en la descarbonización de nuestra economía. También se hará un estudio sobre los diferentes modos de producción de hidrógeno, así como de las tecnologías necesarias para cada uno de ellos. En segundo lugar, se hará un estudio del estado del arte de los electrolizadores y de la tecnología fotovoltaica. Posteriormente se realizará un diseño matemático de un modelo de electrolizador PEM con la finalidad de implementar una planta híbrida de producción de hidrógeno. Finalmente, se expondrán los resultados obtenidos a lo largo del trabajo. En estos resultados se apreciarán los efectos que pueden tener la presión y la temperatura de operación sobre el comportamiento del electrolizador. También evaluaremos la producción de hidrógeno con diferentes configuraciones de la planta fotovoltaica. In this project we examine several hydrogen production methods from different energy sources and their environmental impact is assessed. The present study analyses the behaviour of a proton exchange membrane (PEM) electrolyser operating at different pressures and temperatures. Also, we estimate the amount of hydrogen production using photovoltaic-PEMEC hybrid system based on water electrolysis. Actual data of solar irradiation of Sevilla, Madrid and Barcelona are used in the simulation to estimate the solar energy production in each location. Once developed a mathematical model of hydrogen production system, including the PV modules and PEM electrolyser to analyse the system performance, we compare the electric energy consumption from the electrolyser and the total energy produced by the PV plant with different configuration (1MWn, 125KWn, 50KWn) and their estimated annual hydrogen production. Universidad de Sevilla. Máster en Sistemas de Energía Térmica

La situación energética actual es insostenible tanto desde un punto de vista ecológico, ya que actualmente la mayoría de la energía producida proviene de la combustión de hidrocarburos con la contaminación inherente que conlleva, y el otro punto de vista es que es un recurso finito y cuyo fin no parece tan lejano. Actualmente, el mundo necesita combustibles nuevos, estos deben cumplir una serie de condiciones para que puedan ser considerados el combustible definitivo, en primer lugar, deben ser abundante en cualquier parte del mundo y por otra parte, deben ser respetuoso con el medio ambiente; de estas dos premisas aparecen los “Solar Fuel”, que son obtenido de la energía solar, además usan otros recursos abundantes y respetuosos con el medio ambiente como pueden ser el agua, el aire, el CO2, etc. El problema de la obtención de estos combustibles suelen estar asociados a problemas de distinta índole: Limitaciones de la tecnología actual, obtención posible pero económicamente inviable, etc. En este trabajo se desea analizar concretamente la obtención de amoniaco mediante el uso de recursos naturales: aire y agua además de analizar las distintas variables con el fin de obtener conclusiones sobre las distintas configuraciones y tecnologías disponibles para obtener conclusiones sobre la obtención del NH3 de la manera mas responsable. Universidad de Sevilla. Máster Universitario en Sistemas de Energía Térmica

El amoníaco es uno de los productos químicos más transportados en el mundo, sus características le convierten en un vector energético de por sí y de generación hidrógeno. Aunque sus aplicaciones originales se encuentran en la industria química y la agricultura, su aplicación en diferentes campos, como en el de la energía, es campo actual de investigación. A pesar de que se caracteriza por ser tóxico y corrosivo, la amplia experiencia a gran escala industrial de su síntesis, transporte y utilización parecen reducir los riesgos de su uso a gran escala en nuevos sectores, como podría ser el de la energía. Este trabajo está enfocado hacia la utilización del amoníaco como una fuente alternativa de combustible, libre de carbono, que no genera emisiones y que asistirá la transición para obtener una energía más limpia. Se repasarán algunas de las aplicaciones en las que ya se está utilizando, así como otras con prometedores resultados en etapas tempranas. Se ahonda en la idea del amoníaco en sistemas de generación, haciendo hincapié en la particularidad de su combustión, así como en la influencia de diferentes parámetros sobre la misma. Se aborda el modelado y simulación de su proceso de síntesis Haber-Bosch, desde la obtención de los productos necesarios para el mismo hasta la obtención del producto final. Por último, se desarrolla estudio sobre la posible aplicación a un ciclo combinado, en el que elaboraremos un exhaustivo análisis sobre las ventajas y desventajas de su empleo. Todas estas simulaciones han sido ejecutadas con el programa Aspen Hysys. Ammonia is one of the most transported chemicals in the world, its characteristics make it an energy carrier and a hydrogen generator. Although its original applications are in the chemical industry and agriculture, its application in different fields, such as energy, is a current field of research. Although it is characterised by being toxic and corrosive, the extensive experience of its synthesis, transport and use on a large industrial scale seems to reduce the risks of its large-scale use in new sectors, such as energy. This work focuses on the use of ammonia as an alternative, carbon-free, emission-free fuel source that will assist the transition to cleaner energy. It will review some of the applications in which it is already being used, as well as others with promising early-stage results. The idea of ammonia in generation systems is explored in depth, with emphasis on the particularity of its combustion, as well as the influence of different parameters on it. The modelling and simulation of the Haber-Bosch synthesis process is addressed, from obtaining the necessary products to obtaining the final product. Finally, a study is carried out on the possible application to a combined cycle, in which an exhaustive analysis of the advantages and disadvantages of its use is carried out. All these simulations have been carried out with the Aspen Hysys programme. Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

En los últimos años, los elevados niveles de dióxido de carbono presentes en la atmósfera se han convertido en una realidad preocupante que ha provocado que los sistemas de captura y almacenamiento de CO2 cobren un papel fundamental al convertirse en un paso crucial para conseguir los objetivos del acuerdo de Paris en la lucha contra el cambio climático. En este trabajo se describe el Dry Carbonate Process, una tecnología de postcombustión que usa Na2CO3 en fase slurry como sorbente y que, junto con agua y CO2 en condiciones determinadas, forma bicarbonato de sodio o una sal intermedia que posteriormente será llevada hasta un calcinador donde será calentada para regenerar el carbonato de sodio a su forma original y liberar una corriente de CO2 que podrá ser aprovechada en otros procesos o preparada para su almacenamiento. Por otra parte, se ha estudiado también la producción de bicarbonato de sodio a partir de la descomposición de la trona, un mineral barato y abundante en la Tierra. La trona es llevada hasta un reactor donde es calcinada a temperaturas superiores a 170°C, formando una corriente de CO2, vapor de agua y carbonato de sodio. Estos productos serán llevados hasta una torre de carbonatación para que los cristales de bicarbonato de sodio puedan ser formados. En este proyecto se propone la integración de ambos procesos para aprovechar el CO2 capturado del Dry Carbonate Process y el Na2CO3 formado en la descomposición de la trona y que sean recirculados para la realización de los procesos de manera eficaz. También se propone la posibilidad de cubrir las necesidades térmicas con la combustión de biomasa y las necesidades eléctricas con la instalación de una planta solar fotovoltaica. Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de la Energía

En la actualidad, casi la totalidad de los hospitales tienen un sistema de satisfacción de demanda tradicional. Esto es, importan electricidad de la red y la demanda térmica es satisfecha por una caldera. El objetivo de este trabajo es el análisis de una solución de cogeneración (trigeneración los meses en los que también se produce frío). Mediante esta solución, produciremos potencia térmica, además de eléctrica. Por otro lado, el estudio llevado a cabo no tendrá solo objetivos de calculos térmicos, sino que se verá su viabilidad económica y posteriormente, debido a la propia naturaleza de la solución y las inversiones, se realizará un análisis paramétrico de precios, demandas y costes de equipos. De este modo se podrán ver posibles horizontes futuros y como afectaría a la rentabilidad de la inversión. Finalmente, un sistema de almacenamiento será tenido en consideración. Se analizará como influye sobre la operación del sistema y sus resultados económicos. Por último, se volverá a llevar a cabo un análisis paramétrico del sistema cogenerador con almacenamiento, de manera que, a la luz de todos los resultados, se podrá decidir la mejor solución. Nowadays, hospitals have a tradicional system to cover all the demands. What is the same, the electricity is imported from the grid and the thermal demand is met by a boiler. The aim of this study is to analise a cogeneration solution. With this solution, the engine will produce electrical and thermal power. Furthermore, the study carried out will not only have the purpose thermal calculations, it will analise the economical viability and afterwards, due to the nature of this solution and investments, a parametric analisys varying the prices, demand, and capitals costs will be done. With that analisys, possible horizons could be predicted and will be known how it affects to its profitability. Finally, a thermal storage system will be considered. Its influence on the operation modes and economics results will be analised. At last, another parametric analisys will be carried out in order to bring to light all the possible results and choose the best option. Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de la Energía

En este documento hablaremos sobre la tecnología de los ciclor ORC en el sector residencial en Sevilla. Para ello se ha realizado un estudio para seleccionar las condiciones del ciclo, los componentes y modos de operación para ayudarnos a conocer cual se adaptaría mejor a Sevilla y a este tipo de clima en general. Además analizaremos parámetros claves en el funcionamiento de este tipo de instalaciones como el grado de satisfacción de la demanda, el funcionamiento a carga parcial y almacenamiento disponible. Posteriormente extrapolaremos nuestras instalaciones a distintos lugares del mediterráneo y Sudamérica para realizar una comparación haciendo especial hincapié en el grado de satisfacción de la demanda y la rentabilidad de la implantación de un sistema ORC en los lugares estudiados. This document will discuss the ORC technology to residential sector in Sevilla. To this end, it has conducted a study to select cycle conditions, the components and operation modes to help us know which would best meet Seville and this kind of weather in general. In addition, we analyze key parameters in the operation of such facilities as the degree of satisfaction of demand, partial load operation and storage available. Then, we extrapolate our facilities to locations around the Mediterranean and South America to make a comparison with particular emphasis on the degree of satisfaction of the demand and profitability of the implementation of an ORC system in the areas studied. Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de la Energía