HIDROGENO. REFORMADO DE BIOALCOHOLES Y BIO-OIL

¿Qué interés tiene reformar bioalcoholes y bio-oil?

Los bioalcoholes y los bio-oil son materias renovables, no contribuyen al incremento neto de CO2, pero su ventaja competitiva, frente al recurso eólico o el recurso solar, es que no son fuentes intermitentes, y además se pueden plantear como un combustible alternativo, para la movilidad basada en pilas de combustible de hidrógeno, sin tener que almacenar hidrógeno en el vehículo, sino generando a partir de estos biocombustibles, el propio hidrógeno, mediante un reformar, en el propio vehículo.

Los bioalcoholes, (bioteanol, biobutanol, glicerol, rutas biológicas) - alcoholes obtenidos partir de biomasa o por rutas biológicas- y los bio-oil o líquidos de pirólisis son compuestos oxigenados.

¿Cuáles son la ecuaciones que intervienes en el proceso de obtención de Hidrógeno?

Existe varias vías para la obtención de hidrógeno a partir de reformado, estas son:

SR (Steam Reforming) Reformado con vapor de agua

OSR (Oxidative Steam Reforming) Reformado con vapor de agua y O2

DR (Dry Reforming) Reformado con CO2

POX (Partial Oxitation) Oxidation parcial

Estas diferentes vías se pueden ranquear, atendiendo a la producción de H2, el Aporte de Energía, y la desactivación del catalizador por coque, según el diagrama siguiente:

Las ecuaciones en el caso de SR, en el caso de bio-alcoholes son:

CnHmOp +(n-p)*H2O = nCO +(n-p+m/2)H2 (SR)

CO + H2O = CO2+H2 (WGS)

La máxima cantidad estequiométrica de hidrógeno H2, viene dada por la reacción global, suma de las anteriores, es decir (2n-p+m/2) moles de hidrógeno

CnHmOp + (2n-p)*H2O = nCO2 + (2n-p+m/2)*H2 (SR +WGS)

Por ejemplo, en el caso del Butanol, C4H10O, con un peso molecular 74g/mol, genera una relación gH2/g alcohol, equivale a 12*2/74=0.324.

Las limitaciones para alcanzar el máximo estequiométrico, vienen dadas por:

• En el caso de la reacción WGS, por la temperatura. WGS es una reacción exotérmica por lo que a altas temperaturas, por otra parte necesaria para SR, la reacción se desplaza del lado de los reactantes.

• Además se producen reacciones secundarias de metanación tanto del CO como del CO2, que están favorecidas a altas presiones y bajas temperatura.

CO + 3H2 = CH4 + H20 +Q

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2 +Q

• Descomposición, que su vez forma depósitos de coqe.

CnHmOp = CxHyOz + gases + coque

¿Cuál sería el proceso,? ¿Qué variables influyen en el reformado?

Las condiciones operacionales (P,T) , la relación S/C (Steam/Carbon), así como el catalizador

Intensificación de proceso