Tecnología avanzada de procesamiento de combustible para la producción de hidrógeno
Un reformado de combustible renovable rápido y eficiente es uno de los pasos críticos en la producción de hidrógeno para pilas de combustible y la economía del hidrógeno. Los científicos del proyecto financiado por la Unión Europea BIOROBUR (Biogas robust processing with combined catalytic reformer and trap) han desarrollado con éxito un procesador de combustible descentralizado, robusto y eficiente, basado en el reformado autotérmico (autothermal reforming, ATR) directo de biogás sin una separación preliminar de dióxido de carbono y lo han sometido a pruebas. El proyecto cubrió una amplia gama de aplicaciones potenciales que abarcaban desde la alimentación de pilas de combustible hasta la producción de hidrógeno puro por membrana de intercambio de protones. El procesador de combustible BIOROBUR emplea ATR con nuevos catalizadores estructurados a fin de convertir el biogás en hidrógeno. Estos soportes de catalizadores están basados en materiales celulares de alta conductividad térmica que son capaces de dispersar axialmente el calor en el reactor de manera eficiente y están recubiertos con catalizadores con poco contenido de metales preciosos. El factor que diferencia este proceso de otros similares es que el calor se proporciona directamente en el interior del reactor, a través de la oxidación parcial del biogás. Esta característica reduce la necesidad de utilizar intercambiadores de calor y aumenta la flexibilidad de la planta. Otra innovación del proyecto ha sido el desarrollo de un proceso para la retención de las emisiones de material particulado en un filtro catalítico de flujo a través de pared basado en los catalizadores de metales de transición. Acoplado fuertemente al reformador ATR, este filtro catalítico puede tanto filtrar como gasificar partículas de hollín de manera eficaz. Estas partículas se encuentran en la admisión del reformador durante el funcionamiento estable o transitorio o como producto de trazas de descomposición de un reformado incompleto. El sistema global se divide en tres secciones principales. El primer paso del proceso consiste en la compresión, el precalentamiento y la mezcla de aire, vapor y biogás. Después de mezclar el vapor con aire, un eyector de vapor que funciona con la mezcla supercalentada de vapor y aire sustenta el biogás. El segundo bloque consiste en la conversión catalítica de la mezcla a sintegás (mezcla de hidrógeno y de óxido de carbono) en la unidad ATR acoplada fuertemente a un filtro de flujo a través de pared para retener el hollín producido. Finalmente, el gas se purifica en reactores de desplazamiento del gas del agua a alta y baja temperatura así como en una unidad de adsorción por cambio de presión, ubicada aguas abajo. El potencial de la producción fiable de hidrógeno a partir de fuentes renovables es enorme. El procesador de combustible de BIOROBUR, capaz de proporcionar 50 Nm3/h de hidrógeno al 99,9 % a partir de biogás, reduce la dependencia de los combustibles fósiles, lo que representa un paso importante para frenar el cambio climático.
Palabras clave
Procesador de combustible, producción de hidrógeno, biogás, BIOROBUR, reformado autotérmico
