Separación de gases de planta utilizando materiales formadores de hidruros

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

2011-04-20/2013-09-25

Química

Tecnologia sanitaria y curativa-Otros

Este informe describe los resultados obtenidos al intentar separar el hidrógeno de una muestragaseosa representativa de los gases producidos en una de las etapas de producción deradioisótopos en CAE. El gas fue generado y almacenado en CAE en diciembre.2012 simulando el proceso de disolución. En laboratorios del Dpto. Fisicoquímica de Materiales (FQM) de la Gcia.Investigación Aplicada, Centro Atómico Bariloche (CAB), integramos un recipiente de 50 litrosconteniendo estos gases a un recipiente que contenía un material formador de hidruro (MFH): LaNi5, en condiciones que favorezca la captura por reacción química y formación del hidrurocorrespondiente: LaNi5H6, a temperatura ambiente. Para ello, el gas era comprimido elevando su presión antes de interactuar con el MFH. Utilizamos hasta dos recipientes conteniendo el MFH mencionado.Se realizaron 21 mediciones de la captura de hidrógeno de muestras de gas en las condicionesmencionadas, utilizando uno o dos recipientes almacenando MFH. En ambos casos la cantidad deMFH resultó insuficiente para almacenar la cantidad de hidrógeno capturable del tanque utilizado. Se realizaron pruebas con hidrógeno mezclado con las impurezas que se producirían luego de diferentes números de batch de producción: estimados entre 4 y 10. La presión inicial del tanque fue de 100 kPa o menor.Resultados destacados:? Se presentaron resultados de la caracterización de LaNi5 como MFH para estos estudios. Semidió la relación de la presión de reacción con temperatura, la velocidad de absorción ydesorción a diferentes presiones y la degradación insignificante que sufre su capacidad deabsorción luego de 1.000 ciclos de absorción/desorción.? Las mediciones realizadas con contenido de impurezas en el rango estudiado (equivalente a 4-10 batch) mostraron que es posible capturar el hidrógeno producido en un batch en menos de100 min. Este tiempo es similar al que se requeriría en planta si no existen limitacionestérmicas o de flujo en el compresor.? Se observó una dependencia entre el tiempo necesario para la absorción y la cantidad deimpurezas, posiblemente debido a la reducción de la presión parcial de hidrógeno.? El tiempo de desorción resultaría inferior a 100 min si se realiza contra vacío (desorción yventeo).? Se utilizó un volumen intermedio que permite minimizar el tiempo de captura. Periódicamente sepurga por acumulación de impurezas. Los resultados presentados no consideraron unaoptimización del proceso de purga.? Comparado con la membrana, el uso de MFH posee la ventaja de una temperatura de trabajoinferior (ambiente vs. 300°C), menor tiempo de captura y simpleza en la etapa controladora(purga vs. regulación de flujo de pérdida).? Comparado con la membrana, el uso de LaNi5 como MFH tiene la desventaja de mayor presiónfinal en el tanque y la necesidad de una etapa de desorción.? Todos los resultados asociados a tiempos de captura pueden ser reducidos aumentando lamasa de MFH.