Combustión de etanol sobre catalizadores estructurados para acoplamiento térmico de reacciones en reactores de canales paralelos

BRUSCHI Y.; LOPEZ E; TONETTO G.; MONTES M.; PEDERNERA M.; BORIO D.

Congreso; XXIII Congreso Iberoamericano de Catálisis; 2012

En los últimos tiempos se ha incrementado el interés por la protección del medio ambiente y uno de los aspectos que puede contribuir significativamente es el uso racional de energías renovables. La producción de H2 por reformado de etanol obtenido a partir de fuentes renovables (bioetanol) aparece como una alternativa tecnológica interesante como fuente de energía para su utilización en celdas de combustible. El etanol además de obtenerse de fuentes renovables, posee baja toxicidad, alta densidad energética y es fácil de transportar [1]. El reformado de etanol con vapor (ESR) es un proceso interesante para la producción de hidrógeno pero es fuertemente endotérmico y presenta limitaciones en el diseño del reactor, relacionadas con fenómenos de transferencia de calor. Es por eso que surge la necesidad de estudiar reactores catalíticos estructurados de canales paralelos, con entrega de calor desde canales contiguos ya que ofrecen elevadas relaciones área/volumen y muy altos coeficientes de transferencia de calor. Se logran así unidades de reacción compactas y eficientes en las cuales se pueden acoplar térmicamente reacciones exo- y endotérmicas [2]. Un adecuado diseño del reactor de canales paralelos para producción de H2 requiere la implementación de un modelo matemático del reactor para explorar las variables de diseño y operativas más convenientes. A estos efectos, resulta imprescindible contar con expresiones cinéticas que describan y cuantifiquen las reacciones que se llevan a cabo en cada canal de reactor. Para los canales donde se conduce el ESR (Rx endotérmica), se ha trabajado en el desarrollo de un catalizador de pared  (Pd-Rh/CeO2), se lo ha ensayado en reacción y se han ajustado los parámetros de expresiones cinéticas sencillas que permiten reproducir adecuadamente los datos experimentales [3]. De acuerdo a lo publicado en la literatura [4], la combustión de etanol (exotérmica) parece ser un buen candidato para generar el calor necesario para la reacción de reformado. Se propone en este trabajo un catalizador económico de níquel soportado sobre paredes metálicas para realizar la combustión catalítica de etanol para generación de calor. Se presentan detalles de preparación y caracterización del catalizador y se reportan resultados de los ensayos preliminares de reacción.