PROTOTIPO DE PURIFICACIÓN DE HIDRÓGENO BASADO EN MATERIALES FORMADORES DE HIDRURO

BORZONE E. M.; NEUMANN E.; BARUJ A.; MEYER G. O.

Buenos Aires

Encuentro; XLII Reunión anual de la AATN; 2015

Asociación Argentina de Tecnología Nuclear - AATN

El hidrógeno representa un insumo importante en numerosos procesos de lasindustrias petrolera, química, alimenticia y metalúrgica, entre otras. En el caso de lostratamientos de reducción superficial en la industria metalúrgica, el mismo se sueledescartar luego de su uso, en que incorpora una cantidad menor de contaminantes. Larecuperación de este hidrógeno puede tener un impacto significativo sobre el costoglobal. Este trabajo desarrolla una alternativa basada en el uso de materialesformadores de hidruros (MFH) para purificar el hidrógeno utilizado y reutilizarlo en elproceso. Esta solución aprovecha la selectividad de la reacción del MFH conhidrógeno, que lo captura formando una fase sólida. Una vez formada, los gasesrestantes pueden ser eliminados fácilmente mediante un venteo, tras lo cual serecupera el hidrógeno puro revirtiendo la reacción. Para compensar efectos térmicos, eldiseño incorpora dos reactores con MFH que trabajan en oposición; mientras el primeroabsorbe hidrógeno, el segundo lo desorbe y viceversa. Para realizar el diseño sedesarrolló un modelo basado en un esquema energético integrado.En este trabajo se implementa el proceso propuesto mediante un equipo a escala deprototipo. Los reactores se construyeron a partir de tubos de Cu. Cada uno contiene150 g de LaNi5 en conjunto con 30 g de alambre de cobre para mejorar la transferenciatérmica de los lechos. Los experimentos se realizaron utilizando flujos constantes dehidrógeno entre 50 y 2000 sccm. Por otro lado, se desarrolló un modelo computacionalde la reacción a partir de resultados experimentales propios. Los parámetrosmacroscópicos correspondientes al prototipo fueron estimados en base a medicionesdiseñadas a este efecto.Se presentan resultados experimentales del funcionamiento del proceso en ausenciade contaminantes, junto con las simulaciones correspondientes para cada escenario.Una vez validada la herramienta computacional con los resultados del prototipo, se lautiliza para realizar un análisis preliminar acerca del efecto de diferentes condiciones detrabajo sobre el rendimiento del proceso. En particular, para la escala del prototipoconstruido, se encuentra una recuperación de hidrógeno cercana al 98% para flujos detrabajo de hasta 800 sccm.