Síntesis del proceso: Diseño y optimización

JAVIER A. FRANCESCONI; MIGUEL C. MUSSATI; ROBERTO O. MATO; PIO A. AGUIRRE; ERENIO GONZÁLEZ SUÁREZ; LUIS M. PERALTA SUÁREZ; MAYRA MORALES PÉREZ; LUIS E. ARTEAGA PÉREZ; YANNAY CASAS LEDÓN; OSCAR M. RIVERA BORROTO; EDUARDO MIRÓ

Producción y Purificación de Hidrógeno a partir de Bioetanol y su aplicación en Pilas de Combustible

CYTED Ciencia y Tecnologia para el desarrollo

Año: 2006; p. 159 - 187

En el presente capitulo se analiza el proceso de producción conjunta de energía eléctrica y calor por medio de un sistema de reformado de etanol para producción de hidrógeno acoplado a una pila de combustible de tipo polimérica. Se proponen distintas variantes en el sistema que permiten lograr valores aceptables de eficiencias. La generación de estas variantes se logra mediante herramientas de síntesis e integración de procesos. La síntesis y optimización del proceso global permite además encontrar las principales variables que afectan al proceso y los compromisos que se producen entre dichas variables. El sistema en estudio debe mostrar una alta integración energética para lograr eficiencias competitivas e incluye un reformador de bioetanol, dos reactores para la reacción water-gas-shift, un reactor de oxidación preferencial de CO; una celda de combustible de tipo membrana de intercambio protónico, una unidad de post-combustión que aprovecha la energía contenida en las corrientes de salida del ánodo y el cátodo de la celda de combustible, una turbina de expansión que acciona uno o varios compresores de aire, el conjunto de intercambiadores de calor que permite recuperar la energía térmica del proceso y un sistema de enfriamiento que extrae la energía térmica que exporta el sistema [1-2]. En el apartado 5.2 se desarrolla el análisis y diseño de los componentes individuales del sistema obtenido. Para esta etapa se formularán problemas de optimización que permitan obtener el diseño óptimo de los componentes apuntando a optimizar distintos objetivos como por ejemplo volumen o peso del componente.