Separación de hidrógeno mediante hidruros metálicos.
Se presenta un proceso de purificación de hidrógeno en flujo, basado en el uso de hidruros metálicos. Este estudio encuentra su motivación en la posibilidad de generar aplicaciones industriales concretas a corto y mediano plazo, de acuerdo a un conjunto de oportunidades identificadas previamente....
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/805/1/1Borzone.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Se presenta un proceso de purificación de hidrógeno en flujo, basado en el uso de
hidruros metálicos. Este estudio encuentra su motivación en la posibilidad de generar
aplicaciones industriales concretas a corto y mediano plazo, de acuerdo a un conjunto
de oportunidades identificadas previamente.
En base a trabajos previos se escoge el sistema LaNi_5-xSn_x como material activo.
Se preparan aleaciones en el rango 0 ≤ x ≤ 0,5 y se caracteriza su reacción con H_2.
Los resultados confirman que se trata de un sistema apto para su uso en aplicaciones
estacionarias como la propuesta, con presiones de equilibrio cercanas a 1 bar, cinética
de reacción apropiada a temperatura ambiente y buena resistencia a la degradación
por ciclado. Se presta especial atención a la degradación por ciclado, tanto en H_2 puro
como en presencia de CO. La incorporación de Sn aumenta la vida media del material
en hidrógeno puro. Por otro lado, el CO retarda fuertemente la reacción, sin reducir la
capacidad final. Los estudios de ciclado se realizan utilizando un equipo de laboratorio
específico, desarrollado en esta Tesis.
El proceso de purificación es implementado a escala de prototipo, utilizando un total
de 300 g de LaNi_5. Se discuten los criterios de diseño del equipo y se presentan detalles
de su construcción. Se presentan pruebas de purificación sobre hidrógeno previamente
humidificado. Utilizando un flujo de trabajo de 100 sccm y a temperatura ambiente,
sin fuentes ni sumideros de calor, se logra disminuir el contenido de humedad del gas de
entrada de 3800 ppm a 190 ppm, manteniendo una fracción de recuperación del 93 %.
A partir de los resultados obtenidos, se desarrolla un modelo computacional que
describe el comportamiento de la reacción en el rango de condiciones estudiadas. Con
esta herramienta se realiza un estudio preliminar del efecto de diferentes parámetros
sobre la fracción recuperada. En particular, se evalúa el efecto del flujo de entrada, de
la presión máxima, del contenido de Sn, de la caída de carga en el filtro de entrada al
reactor, de la temperatura externa, de las condiciones de transferencia térmica y de la
presencia de contaminantes nocivos para el material. |
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