Control activo tolerante a fallas aplicado a un proceso de adsorción por oscilación de presión para la producción de biohidrógeno
Autores: Ortiz Torres, Gerardo; Rumbo Morales, Jesse Yoe; Ramos Martinez, Moises; Valdez-Martínez, Jorge Salvador; Calixto-Rodriguez, Manuela; Sarmiento-Bustos, Estela; Torres Cantero, Carlos Alberto; Buenabad-Arias, Hector Miguel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control activo tolerante a fallas aplicado a un proceso de adsorción por oscilación de presión para la producción de biohidrógeno
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Adsorción por oscilación de presión
Biohidrógeno
Tecnología PSA
Control tolerante a fallos
Pureza
Zeolita
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA) se utiliza en varias aplicaciones. PSA es un proceso rentable con la capacidad de producir biohidrógeno de alta pureza (99.99%) con altas tasas de recuperación. En este artículo, se propone un proceso de PSA para la producción de biohidrógeno; utiliza dos columnas llenas de zeolita tipo 5A y tiene una configuración de cuatro pasos (adsorción, despresurización, purga y represurización) para la producción de biohidrógeno y regeneración de los lechos. El objetivo de este trabajo es diseñar y utilizar un controlador activo tolerante a fallos (FTC) para elevar y mantener una pureza estable de 0.9999 en fracción molar (99.99%), incluso con la ocurrencia de fallos del actuador. Para validar la robustez y el rendimiento del FTC discreto propuesto, se ha comparado con un controlador PID discreto (proporcional-integral-derivativo) en presencia de fallos del actuador y cambios de trayectoria. Ambos controladores logran mantener una pureza estable al reducir el efecto de los fallos; sin embargo, el controlador PID discreto no es robusto ante múltiples fallos, ya que la pureza deseada se pierde y no cumple con los estándares internacionales para ser utilizado como biocombustible. Por otro lado, el esquema FTC reduce los efectos de fallos individuales y múltiples al esforzarse por mantener una pureza de 0.9999 en fracción molar y cumplir con los estándares internacionales para ser utilizado como biocombustible.
Descripción
La tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA) se utiliza en varias aplicaciones. PSA es un proceso rentable con la capacidad de producir biohidrógeno de alta pureza (99.99%) con altas tasas de recuperación. En este artículo, se propone un proceso de PSA para la producción de biohidrógeno; utiliza dos columnas llenas de zeolita tipo 5A y tiene una configuración de cuatro pasos (adsorción, despresurización, purga y represurización) para la producción de biohidrógeno y regeneración de los lechos. El objetivo de este trabajo es diseñar y utilizar un controlador activo tolerante a fallos (FTC) para elevar y mantener una pureza estable de 0.9999 en fracción molar (99.99%), incluso con la ocurrencia de fallos del actuador. Para validar la robustez y el rendimiento del FTC discreto propuesto, se ha comparado con un controlador PID discreto (proporcional-integral-derivativo) en presencia de fallos del actuador y cambios de trayectoria. Ambos controladores logran mantener una pureza estable al reducir el efecto de los fallos; sin embargo, el controlador PID discreto no es robusto ante múltiples fallos, ya que la pureza deseada se pierde y no cumple con los estándares internacionales para ser utilizado como biocombustible. Por otro lado, el esquema FTC reduce los efectos de fallos individuales y múltiples al esforzarse por mantener una pureza de 0.9999 en fracción molar y cumplir con los estándares internacionales para ser utilizado como biocombustible.