Unidad 1 Evidencia de Aprendizaje. Estudio técnico de la viabilidad de un sistema de producción de hidrógeno

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La composición del gas se equilibra con un catalizador de Ni colocado en la zona de combustión. Para la producción de H2 (amoníaco, uso en refinería, petroquímica, metalurgia, pilas de combustible), el CO presente en la corriente de salida se convierte en H2 adicional en sendos reactores de desplazamiento a elevada y baja temperatura, respectivamente. La reacción del gas de agua:

CO + H2O → CO2 + H2 (∆Ho = -41.1 kJ/mol)

ajusta la relación H2/CO. Si el gas de síntesis se convierte a H2, son precisos dos reactores: uno de alta temperatura (HTS) que opera a 670 K y otro de baja temperatura (LTS) a 470 K. El proceso de reformado con vapor (SMR) produce gas de síntesis con cerca de 75 vol% (base seca) a elevada presión. El hidrógeno se purifica después en unidades PSA (pressure swing adsorption), en las que se alcanza una pureza típica de 99.99 vol %. En estas unidades PSA, los gases diferentes al H2 que vienen del reformador y los reactores de desplazamiento se adsorben a elevada presión sobre zeolitas o carbón activo. Estos gases que no contienen H2 se desorben por expansión hasta presión próxima a la atmosférica y posteriormente se reinyectan en el reformador como fuente de energía térmica.

En la producción de H2 a partir de metano, se forma carbón en forma de fibras sobre los catalizadores de Ni. Los depósitos de carbón son un problema muy serio en cuanto que se deteriora la actividad de los catalizadores y se llega a producir obstrucción de los tubos del reformador. La tendencia a formar carbón sobre el catalizador depende de la cinética de la reacción, de las condiciones de operación y del diseño del reformador. Las reacciones de formación de carbón están balanceadas por otras reacciones de consumo de carbono (C + CO2 → 2 CO, y C + H2O → CO + H2).

Conclusiones

El método de reformado con vapor para la conversión de metano a hidrogeno resulta viable ya que es una tecnología muy estudiada, con alta tasa de conversón de metano; por lo tanto mayor producción de hidrogeno. Tiene un costo de producción bajo si se realiza en gran escala.

Referencias

- Arias E., P. L. "La oxidación catalítica de gas natural. Una nueva tecnología para Ia fabricación descentralizada de hidrógeno". Cuaderno para Ia Innovación tecnológica, 15. Fundación BABCOCK. 2001. 4.- Avci, A. K., Trimm, D. L., Usen Ónsan, Z., Chem. Eng. Science 56 (2001), 641.

- Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. Química, la Ciencia Central, 7 ed. Pearson Educación, México, 1998. ... Chang, Raymond Química, 6ª ed McGraw-Hill, México, 1999.

- Seminario de hidrógeno y bioenergía U1 El hidrógeno. UnADM. Recuperado el 5 de septiembre de 2017 de

https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque%201/ER/03/ESHB/U1/Unidad1Elhidrogeno_131216