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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16810
Título : | Simulación de un proceso de obtención y purificación de hidrógeno a partir del biogás utilizando tecnología de membrana de paladio |
Autor : | Guerrero Hidalgo, Jhajaira Marlid |
Director(es): | Recalde Moreno, Celso Guillermo |
Tribunal (Tesis): | Puente Guijarro, César Arturo |
Palabras claves : | TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;INGENIERÍA QUÍMICA;SIMULACIÓN;TECNOLOGÍA DE MEMBRANA;PROCESOS QUÍMICOS;PURIFICACIÓN;ELEMENTOS FINITOS;REFORMADO DE VAPOR |
Fecha de publicación : | 13-sep-2021 |
Editorial : | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo |
Citación : | Guerrero Hidalgo, Jhajaira Marlid. (2021). Simulación de un proceso de obtención y purificación de hidrógeno a partir del biogás utilizando tecnología de membrana de paladio. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba. |
Identificador : | UDCTFC;96T00719 |
Abstract : | The work objective dealt with simulating a hydrogen obtainment and purification process from biogas, using palladium membrane technology. The simulation was developed in a software for chemical processes using bibliographic data based on the process flow diagram scheme for a developed membrane reactor by Kim, Han, Kim, Lee, Lim, Lee and Ryi; from the proposed model, molar and mass flow values were obtained; the system behavior and the hydrogen conversion were analyzed modifying parameters such as pressure and temperature. Then a modeling of Computational Fluid Dynamics (CFD) was carried out in an analysis and resolution software by finites elements, in which the functionality of the palladium membrane was analyzed in greater depth reaching a behavior as real as possible, where the membrane operating conditions were included to obtain mass flows, concentrations, operation speed in the system and other relevant data for the study. Finally, a comparison was performed between the data obtained from the two programs versus the traditional purification process from which it was found out that the process that uses the palladium membrane technology achieves similar yields to the traditional method, however, the implementation of this technology decreases the use of more equipment. As a result, a greater production was obtained when working with the parameters of 754.9 K and 1.88 x10e05 Pa with a value of 3.26 mol / m2.s of hydrogen diffusion and a conversion of 61.23%. It is concluded that the palladium membrane can provide values as close as possible to reality according to the previous bibliographic data. It is recommended to carry out future investigations by varying the geometry and thickness of the system to identify the optimal palladium membrane design. |
Resumen : | El objetivo del presente trabajo fue realizar la simulación de un proceso de obtención y purificación de hidrógeno a partir del biogás, utilizando tecnología de membrana de paladio. La simulación se desarrolló en un software para procesos químicos utilizando datos bibliográficos basados en el esquema del diagrama de flujo de proceso para un reactor de membrana desarrollado por Kim, Han, Kim, Lee, Lim, Lee y Ryi; del modelo planteado se obtuvieron valores de flujo molar y flujo másico, se analizó el comportamiento del sistema y la conversión de hidrógeno modificando los parámetros como presión y temperatura. Luego se realizó una modelación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) en un software de análisis y resolución por elementos finitos, en el cual se analizó con mayor profundidad la funcionalidad de la membrana de paladio alcanzándose un comportamiento lo más cercano a la realidad en donde se ingresaron las condiciones de operación de la membrana para obtener flujos másicos, concentraciones, velocidad de operación en el sistema y otros datos relevantes para el estudio. Finalmente se realizó una comparación entre los datos obtenidos de los dos programas versus el proceso de purificación tradicional de lo cual se obtuvo que el proceso que emplea tecnología de membrana de paladio alcanza rendimientos similares al método tradicional, sin embargo, la implementación de esta tecnología disminuye el uso de mayor cantidad de equipos. Como resultado se obtuvo una mayor producción cuando se trabajó con los parámetros de 754,9 K y 1.88 x10e05 Pa con un valor de 3.26 mol/m2.s de difusión de hidrógeno y una conversión de 61.23%. Se concluye que la membrana de paladio puede facilitar valores cercanos a la realidad según datos bibliográficos previos. Se recomienda realizar futuras investigaciones variando la geometría y espesor del sistema para identificar el diseño óptimo de la membrana de paladio. |
URI : | http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16810 |
Aparece en las colecciones: | Ingeniero/a Químico/a |
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