OPERACIÓN DE PROTOTIPO DE PURIFICACIÓN DE HIDRÓGENO BASADO EN MATERIALES FORMADORES DE HIDRURO EN PRESENCIA DE HUMEDAD

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

Buenos Aires

Encuentro; XLIII Reunión anual de la AATN; 2016

Asociación Argentina de Tecnología Nuclear - AATN

El hidrógeno constituye un insumo importante en numerosos procesos de las industrias petrolera, química, alimenticia y metalúrgica, entre otras. En el caso de los tratamientos de reducción superficial en la industria metalúrgica, el mismo se suele descartar luego de su uso, en que incorpora una cantidad menor de contaminantes. La recuperación de este hidrógeno puede tener un impacto significativo sobre el costo global. Por otro lado, sistemas estándar de purificación de hidrógeno como PSA están desarrollados para grandes escalas de producción y no resultan convenientes para escalas de trabajo medianas, como las que se pueden encontrar en el ámbito nuclear argentino. Tampoco son apropiadas para eliminar contaminantes inertes.Este trabajo estudia una alternativa basada en el uso de materiales formadores de hidruros (MFH) para purificar el hidrógeno utilizado y reutilizarlo en línea. Esta solución aprovecha la selectividad de la reacción del MFH con hidrógeno, que lo captura formando una fase sólida. Una vez formada, los gases restantes pueden ser eliminados fácilmente mediante un venteo, tras lo cual se recupera el hidrógeno puro revirtiendo la reacción. El proceso se implementa a escala de prototipo, usando un total de 300 g de LaNi5 en conjunto con 60 g de alambre de cobre para los lechos de reacción. Mediante el mismo es posible purificar un flujo continuo de hasta 800 cm3/min estándar de hidrógeno contaminado, recuperando el 98% del hidrógeno. Este desempeño ha sido encontrado para contaminantes inertes o poco reactivos. En este trabajo se presentan resultados de purificación de hidrógeno húmedo, con un punto de rocío de hasta 12°C a 4 bar(a) de presión. La elección de humedad como contaminante responde, en primer lugar, a la práctica usual de monitorizar su valor como medida de la calidad del gas en planta. Esto es posible dado que se la puede medir en flujo en tiempo real. Por otro lado, el método basado en MFH resulta más apto para remover gases inertes, permanentes y poco reactivos, por lo que la remoción de humedad es interesante como un caso poco favorable. Los resultados muestran una buena eficiencia de separación, eliminando el 95% de la humedad absoluta del gas y recuperando un 93% del hidrógeno contenido en el gas de entrada.