Absorción en reactor continuo para la purificación de hidrógeno utilizando hidruros metálicos

M. FUENTES; J.A. FRANCESCONI; D.G. OLIVA; P.A. AGUIRRE

Congreso; CAIQ X - Santa Fe 2019; 2019

AAIQ

Eneste trabajo se presenta el modelado, diseño y optimización matemática de unreactor para recuperar hidrógeno gaseoso que contiene impurezas. Se asume laproducción de hidrógeno procedente de un reformador de bioetanol que ha sidodiseñado para alimentar una pila PEM (Proton Exchange Membrane) de 5 kW. Entrelas principales hipótesis se consideran: flujos de alimentación de hidrógeno eimpurezas constantes, difusión de hidrógeno atómico hacia el interior delmaterial formador de hidruro (MFH), geometría esférica para las partículas ydiámetro uniforme, y caída de presión despreciable en el interior del reactor.Se trata de un modelo dinámico, capaz de predecir los valores de concentraciónde hidrógeno e impurezas en la dirección axial del reactor. Se discretizalongitudinalmente el reactor como una secuencia de reactores en cascada. Parala simulación se utiliza LaNi5 como MFH debido a su disponibilidad comercial. Comoaplicación, se simulan y analizan los requerimientos energéticos para mantenerlos niveles de absorción deseados según las isotermas del MFH. Se considera latemperatura de la corriente gaseosa de ingreso como constante en la absorción.Se presenta la optimización de las variables de diseño del reactor (largo,diámetro, carga de MFH y el tiempo que se mantendrá el flujo de la mezclagaseosa ingresando al reactor), teniendo como variables de control: lautilización del reactor y el rendimiento.