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Producción de hidrógeno a partir del reformado de bioetanol en un reactor catalítico de membrana
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Rodríguez, Marianela |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | El bioetanol bruto, obtenido por fermentacion de biomasa, podria ser aprovechado como materia prima renovable para la produccion de hidrogeno, para lo cual el desarrollo de catalizadores activos, selectivos y estables para el reformado del bioetanol es un punto clave. En el presente trabajo se ha estudiado de manera experimental el reformado con vapor de agua (ESR) de bioetanol comercial, en estado de equilibrio (analisis estatico) sobre un catalizador de Pd-Rh/CeO2 (1,3g) en un reactor catalitico de membrana, equipado con membranas comerciales selectivas al hidrogeno de 30 𝜇��m PdAg apoyadas sobre 43 𝜇��m de acero inoxidable poroso (PSS) con una superficie total activa de 30,4 cm2 , bajo diferentes condiciones de operacion en cuanto a la presion de la reaccion (6 a 10 bar) y la relacion agua / carbono de la mezcla de entrada (S/C de 1,6 a 3). La temperatura de la reaccion se ha mantenido constante e igual a 650 °C. A presion igual a la atmosferica (membrana desconectada del sistema, sistema funcionando como un simple reactor de lecho fijo), la conversion del bioetanol fue siempre completa. Los productos principales han sido H2 (49-56%), CH4 (20-28%), CO2 (21-22%) y CO (<3%), cuya variabilidad ha dependido de la relacion S/C en la mezcla de entrada. Al presurizar el sistema en cambio (con la membrana aun desconectada del sistema) las proporciones en el gas reformado se han visto modificadas, por la accion de la presion sobre la reaccion de reformado (de acuerdo al principio de Le Châtelier). Menores presiones y un exceso de agua en la alimentacion mejoran la conversion de etanol a H2 al mismo tiempo que reducen la formacion indeseable de acetaldehido, ya que promueven las reacciones de MSR y WGS. Se ha obtenido un porcentaje maximo de hidrogeno en la salida reformada de 56,1% ± 0,2% (20,5% ± 0,2% de CH4 y 1,8% ± 0,2% de CO). Al permitir el paso hacia la membrana, la reaccion global de reformado se potencio significativamente por la eliminacion continua del hidrogeno del gas reformado, gracias al paso de este a traves de la membrana. Asi, el equilibrio de las reacciones MSR y WGS se ha desplazado hacia los productos permitiendo rendimientos mas altos de hidrogeno. Concretamente, la presion tuvo un efecto positivo sobre el porcentaje de recuperacion de hidrogeno de la membrana (RH2), el rendimiento de hidrogeno total (θH2,p+r) y la eficiencia global del sistema (ηH2), debido al aumento de la fuerza motriz para la permeancia del hidrogeno a traves de la membrana (Ley de Sieverts). Los mejores resultados se han obtenido para P = 10 bar, alcanzando valores hasta 85,7 ± 0,1% para RH2, 72,1 ± 0,2% para θH2,p+r y ηH2 hasta 40,4 ± 0,1%. En este caso, el efecto de la relacion S/C sobre los resultados fue menos relevante que el efecto de la presion. De esta forma se tiene que el caudal molar de H2 de salida en el reactor de membrana ha alcanzado un valor maximo de 1,38 mol · kgcat -1 · min-1 , que es 4,6 veces superior al valor reportado para el sistema funcionando sin membrana, bajo las mismas condiciones de operacion. Comparando el sistema operando con bioetanol comercial (bioetanol de origen agricola 75-94% puro, deshidratado) y con etanol sintetico (99,9% puro) se evidencia que el rendimiento es muy similar, siendo los resultados del etanol sintetico solo 6% superiores a los del bioetanol, por lo que se intuye que las impurezas presentes en el bioetanol no afectan de forma significativa el comportamiento estatico del reactor y del catalizador, ya que son reformados en las mismas condiciones de operacion. El rendimiento obtenido con el reactor de membrana es equivalente a pasadas investigaciones sobre el mismo sistema, aun cuando se ha tenido una limitacion especial por el desgaste de la membrana debido a su uso durante mas de 600h en estudios anteriores. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/102857/TFM_Marianela%20Reyes.pdf?isAllowed=y&sequence=2 |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
