Evaluación de una unidad piloto a escala laboratorio de vaporreformado usando bajas concentraciones de agua

Abstract

El reformado de metano es un proceso endotérmico industrial importante para la producción de hidrógeno y/o gas de síntesis. Existen varios procesos de reformado, entre ellos, el vaporreformado, donde la presencia de vapor de agua favorece la producción de H2. Dicho proceso se lleva a cabo en condiciones severas que hacen promisorio el uso de celdas de combustible, siendo las SOFC de las más estudiadas debido a su alto rango de eficiencia (50-60%). Actualmente el grupo de investigación INTERFASE de la Universidad Industrial de Santander está desarrollando nuevos materiales de la familia Ruddlesden-Popper n=1, 2; prometedores como material de ánodo para celdas SOFC, de los cuales aún se desconoce su actividad catalítica. Por ende, se realizó el montaje y puesta en marcha de una unidad piloto a escala laboratorio de vaporreformado para mediciones de actividad catalítica de dichos materiales. Se sintetizó el material La0,5Sr1,5MnO4 (LSM) y se verificó su estructura cristalina con estudios anteriormente publicados. Se diseñó el montaje experimental del sistema de vaporreformado identificando cinco zonas fundamentales: zona de inyección de gases, de medición de flujos y presión, de humidificación, de reacción y de análisis, y se procedió a la adquisición de los implementos necesarios para su puesta en marcha. Se realizó la calibración de los instrumentos de análisis y control, se verificó la reproducibilidad de la unidad y se procedió a evaluar la actividad catalítica del material a condiciones de 1atm y Rm=10 de CH4/H2O. Se verificó la estabilidad catalítica del material a T=800 y 900°C. Se encontró un límite de velocidad espacial (WHSV) de 0,4334 min-1 para operar en régimen cinético. Se obtuvo un rendimiento de CO2 de 11,19 % y producción molar de H2 de 20-25%.