Tengo que configurar una planta de adsorción por oscilación de presión para la purificación de hidrógeno (obtenida del reformado con vapor de etanol). Como ingeniero químico, ¿cómo debo proceder con este problema? ¿Cuáles son los factores que debo considerar?

Answer 1

Algunas cosas a considerar:
– Con el reformado con vapor de etanol hay reacciones reversibles que incluyen reacciones de cambio de gas de agua que podrían dar como resultado una combinación de CO2, CO, H20 y H2 dependiendo de las temperaturas / presiones.
– Por lo tanto, ¿cuál será la presión / temperatura y la composición que la materia prima se entregará a la unidad de PSA? ¿Tiene algún rango de estas condiciones para proporcionar al proveedor de tamices moleculares? ¿Qué tipo de tamiz recomiendan? ¿Cuáles serán las purezas de las corrientes que salen del tamiz? Necesitan presiones y composición, ya que el PSA funciona con presión parcial.
– ¿Tiene alguna idea de un gas de regeneración que pueda usar para eliminar las impurezas de la cama? Es posible usar una corriente de producto deslizante para hacer esto, la corriente de desechos se puede usar como gas combustible o, de lo contrario, ¿cómo se eliminará?
– La alimentación al tamiz molecular debe sobrecalentarse para asegurarse de que el tamiz no se sature con agua. Un separador y un coalescedor de buena calidad antes de que la cama tampoco duela, es mejor tener protección que arruinar su costoso tamiz
– ¿Qué tan grande es su flujo de alimentación y cuántos lechos de tamiz de mole necesita operar en paralelo? ¿Cuántas horas ciclos quieres? Esto determinará el tamaño de sus camas y el plan de influencia de la parcela.
– ¿Qué otros compresores necesitas? (para gas de regeneración si se regenera a baja presión) ¿Cuál es su gas combustible? ¿Qué haces con los flujos de residuos?
– Finalmente, consideraciones metalúrgicas, nunca he trabajado con él, pero el hidrógeno es una molécula pequeña y difícil de contener, la fragilidad por hidrógeno de los metales es una preocupación, especialmente si la presión está oscilando. Además, cuando se trata de gases ácidos, debe consultar las normas NACE para conocer las limitaciones metalúrgicas, a una presión parcial de CO2 después del tratamiento térmico de soldadura o la selección de diferentes metalurgia podría ser necesaria. Los ambientes ácidos húmedos (H2O y CO2) también son generalmente susceptibles a la corrosión.

Probablemente sea una buena idea dibujar un diagrama de flujo del proceso con presiones / temperaturas o intentar modelar algo como HYSYS solo para aclarar sus pensamientos sobre cuál es su proceso. Entonces probablemente tengas más preguntas 🙂

Answer 2

Honestamente, averiguaría el grado de separación que necesita y luego hablaría con un vendedor. La adsorción por cambio de presión es, como la fluidización, todavía un tipo de fenómeno notablemente empírico, para el cual se necesita un desarrollo especializado para cada aplicación. Lo que tenemos en términos de leyes descriptivas son la ecuación de Ergun y los modelos de adsorción como el modelo LDF (fuerza motriz lineal), pero incluso esos son claramente insuficientes para los sofisticados sistemas de PSA que vemos hoy, muchos de los cuales tienen múltiples capas de lecho.

A menos que tenga un gran presupuesto de desarrollo, el primer paso debe ser averiguar sus necesidades y el segundo paso debe ser hablar con un proveedor comercial y hacer que vean en detalle el proyecto. Hay una buena razón por la que pocas compañías se especializan en sistemas PSA para diferentes aplicaciones. Proporcionarán datos empíricos o garantías de rendimiento, y luego se lo darán para que se inserte en su sistema. Los problemas más importantes incluyen el tamaño, el tipo de empaque (y el costo), la vida útil del empaque, los motores principales (es decir, los compresores) y la programación de lotes (que a su vez determina el número de unidades), pero el proveedor generalmente proporcionará esta información.