Optimización del reactor WGS como componente del procesador de etanol para celdas PEM

JAVIER A. FRANCESCONI; MIGUEL C. MUSSATI; PIO A. AGUIRRE

Gramado, Rio Grande do Sul, Brasil

Simposio; XX Simposio Iberoamericano de Catálisis; 2006

Se analiza el diseño del reactor water-gas-shift (WGS) como componente del sistema de acondicionamiento de CO del procesador de etanol para la producción de H2 aplicado a celdas de combustible de tipo PEM. Las condiciones de funcionamiento del procesador, tanto para  propulsores de vehículos como en plantas de pequeña escala de producción, requieren equipamiento liviano y volúmenes reducidos, manteniendo una operación eficiente del sistema. El reactor WGS constituye el elemento de mayor volumen, motivando consecuentemente su optimización. La optimización basada en modelos de la operación adiabática de un reactor convencional de lecho fijo permite obtener diseños que reduzcan el volumen del mismo. El modelo heterogéneo unidimensional, permite determinar: longitud y diámetro óptimos del reactor, y diámetro óptimo de las partículas de catalizador. El volumen es muy sensible a los niveles de CO exigidos a la salida del mismo. Dependiendo del grado de conversión buscada es necesaria más de una unidad del reactor. Al analizar el diseño del reactor en forma conjunta con el material aislante, se observa que existe un espesor óptimo que afecta el volumen final del reactor.