Hidrógeno a partir de plásticos desechados: simulación integrada de pirólisis-reformado y perspectivas tecnoeconómicas para una economía circular
Autores: Zein, Sharif H.; Agyemang, Yvette Kusi; Ahmed, Usama; Al Saadi, Amal; Putranto, Aditya; Jalil, Aishah A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Hidrógeno a partir de plásticos desechados: simulación integrada de pirólisis-reformado y perspectivas tecnoeconómicas para una economía circular
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Residuos plásticos
Conversión de hidrógeno
Instalaciones de reciclaje
Pirólisis
Diseño sostenible
Tecnología limpia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los residuos plásticos representan un importante problema ambiental porque persisten en la naturaleza durante largos períodos y las instalaciones de reciclaje no están fácilmente disponibles. La conversión de materiales residuales en hidrógeno crea dos efectos beneficiosos que ayudan a disminuir los niveles de contaminación y establecen el hidrógeno como una fuente de energía limpia para sistemas sostenibles de bajo carbono. En este estudio, se desarrolló un proceso integrado para la conversión de plástico a hidrógeno utilizando Aspen HYSYS v14. El sistema utiliza pirólisis, reformado con vapor y la reacción de desplazamiento de agua-gas (WGS), a través de pseudo-componentes de polietileno, polipropileno y poliestireno para modelar los procesos de descomposición. Tras la optimización, la fracción de hidrógeno en el gas de síntesis aumentó del 0.664 al 0.733. En esta etapa, el proceso produjo aproximadamente 651 kg de hidrógeno por hora en operación continua. Además, se produjeron carbón y aceite de pirólisis como co-productos que pueden ser valorizados en aplicaciones de economía circular. La implementación de la integración de calor logró una reducción del 8% en la demanda de servicios, lo que demuestra que la recuperación de energía interna es un elemento vital para un diseño sostenible. El análisis tecno-económico mostró que el proyecto lograría una tasa interna de retorno del 39% y un período de recuperación de 5.95 años, demostrando así su estabilidad financiera. La investigación demuestra cómo las técnicas modernas de modelado de procesos permiten la creación de sistemas de tecnología limpia que abordan los problemas de contaminación plástica mientras producen hidrógeno de bajo carbono.
Descripción
Los residuos plásticos representan un importante problema ambiental porque persisten en la naturaleza durante largos períodos y las instalaciones de reciclaje no están fácilmente disponibles. La conversión de materiales residuales en hidrógeno crea dos efectos beneficiosos que ayudan a disminuir los niveles de contaminación y establecen el hidrógeno como una fuente de energía limpia para sistemas sostenibles de bajo carbono. En este estudio, se desarrolló un proceso integrado para la conversión de plástico a hidrógeno utilizando Aspen HYSYS v14. El sistema utiliza pirólisis, reformado con vapor y la reacción de desplazamiento de agua-gas (WGS), a través de pseudo-componentes de polietileno, polipropileno y poliestireno para modelar los procesos de descomposición. Tras la optimización, la fracción de hidrógeno en el gas de síntesis aumentó del 0.664 al 0.733. En esta etapa, el proceso produjo aproximadamente 651 kg de hidrógeno por hora en operación continua. Además, se produjeron carbón y aceite de pirólisis como co-productos que pueden ser valorizados en aplicaciones de economía circular. La implementación de la integración de calor logró una reducción del 8% en la demanda de servicios, lo que demuestra que la recuperación de energía interna es un elemento vital para un diseño sostenible. El análisis tecno-económico mostró que el proyecto lograría una tasa interna de retorno del 39% y un período de recuperación de 5.95 años, demostrando así su estabilidad financiera. La investigación demuestra cómo las técnicas modernas de modelado de procesos permiten la creación de sistemas de tecnología limpia que abordan los problemas de contaminación plástica mientras producen hidrógeno de bajo carbono.