Diseño Flexible de un Procesador de Etanol para la Producción de Hidrógeno

JAVIER A. FRANCESCONI; DIEGO G. OLIVA; PIO A. AGUIRRE

Cartagena

Congreso; XXVII Congreso Interamericano y Colombiano de Ingenieria Quimica; 2014

Confederación Interamericana de Ingeniería Química CIIQ

El hidrógeno es considerado el vector energético del futuro y su generación a partir de reformado de etanol constituye una alternativa renovable. El presente trabajo plantea el diseño conceptual de un procesador de etanol capaz de alimentar una celda de combustible de 5 kW, con el objetivo de generar un diseño flexible que permita mantener altos niveles de eficiencia energética a diversos niveles de operación. Mediante técnicas de integración energética y optimización basada en modelos se determina y analiza la configuración del sistema que asegura la factibilidad operativa en un rango del 25-100% del valor nominal. Se considera un procesador compuesto por un reactor de reformado, equipos de vaporización y recalentamiento, combustores junto con la red de intercambiadores de calor que integran energéticamente al sistema. Para el diseño se formula un problema de optimización no lineal (NLP) que permite validar la estructura de la red, determinar el área de los intercambiadores así como los valores operativos de las corrientes del proceso. La implementación y resolución del modelo se realiza dentro del entorno de modelado General Algebraic Modeling System (GAMS). La metodología permite definir el diseño del proceso manteniendo el consumo de alcohol para combustión dentro de niveles mínimos.