Separación de hidrógeno en procesos industriales de baja presión mediante hidruros metálicos

BORZONE E. M.; BLANCO M. V.; BARUJ A.; MEYER G. O.

Santa Fe

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET/IBEROMAT/MATERIA 2014; 2014

CONAMET/SAM

Los materiales formadores de hidruros (MFH) son estudiados para su uso en un amplio rango de aplicaciones en áreas que incluyen almacenamiento de hidrógeno, compresión térmica, separación de gases y baterías recargables. En el caso de la separación de  hidrógeno de mezclas gaseosas, se propone el uso de la reacción reversible M + 0,5·x·H2 ↔ MHx + calor para absorber selectivamente el hidrógeno contenido en la mezcla. Las  impurezas a eliminar, junto con un remanente de hidrógeno, permanecen en su fase gaseosa y pueden ser venteadas. Posteriormente se recupera el hidrógeno puro contenido en el hidruro revirtiendo la reacción anterior. Esta técnica resulta particularmente interesante cuando los contaminantes presentes en la mezcla son gases inertes, pues en este caso la mayoría de los procesos estándar de purificación, basados en la adsorción de impurezas, no  son apropiados. Las aleaciones AB5 presentan propiedades favorables de reacción con H, que además pueden ser modificadas mediante sustitución parcial de los constituyentes para optimizar el proceso, lo que las hace atractivas para su uso en estas aplicaciones.En este trabajo se presenta el diseño de un proceso de purificación de hidrógeno utilizando MFH de la familia AB5, con consideraciones sobre los lechos de reacción y las condiciones de operación del sistema. Utilizamos propiedades termodinámicas y cinéticas de la reacción con hidrógeno obtenidas por mediciones en nuestro laboratorio. Se presentan simulaciones del proceso, junto con resultados obtenidos para condiciones de operación seleccionadas. Estas condiciones se eligieron en base a dos escenarios de interés: purificación de hidrógeno en flujo en una planta industrial existente en el país con el objeto de reutilizarlo y unprototipo a escala para realizar pruebas piloto. Los resultados sugieren que en las  condiciones de planta es posible recuperar del orden del 90% del hidrógeno para una pureza final de grado 5.