Producción de syngas rico en hidrógeno en un reactor de membrana CeZrYO/Ag y carbonatos fundidos
Autores: Raya-Colín, José A.; Romero-Serrano, José A.; Carrera-Figueiras, Cristian; Fabián-Anguiano, José A.; Balmori-Ramírez, Heberto; Ovalle-Encinia, Oscar; Ortiz-Landeros, José
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Producción de syngas rico en hidrógeno en un reactor de membrana CeZrYO/Ag y carbonatos fundidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Estudio
Membrana densa
CO
O
Gas de síntesis
Cermet
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone una nueva membrana densa para separar selectivamente CO y O a altas temperaturas y, al mismo tiempo, producir gas de síntesis. La membrana consiste en un material tipo cermet infiltrado con una fase de carbonato ternario. Inicialmente, se sintetizó la ceria codopada de composición CeZrYO (CZY) utilizando el método convencional de reacción en estado sólido. Luego, la cerámica se mezcló con polvos de plata comerciales utilizando un proceso de molienda y posteriormente se prensó uniaxialmente y se sinterizó para formar el cermet en forma de disco. La membrana densa se formó finalmente mediante la infiltración de sales fundidas en los soportes porosos de cermet. A altas temperaturas (700-850 grados C), las membranas exhiben selectividad permselectiva de CO/N y O/N y un alto flujo de permeación bajo diferentes concentraciones de CO en la alimentación y tasas de flujo de gas de barrido. Las propiedades de permeación observadas hacen viable su uso para la valorización de CO a través de la reformación de metano con oxy-CO, donde tanto los gases permeados de CO como de O se utilizaron efectivamente para producir gas de síntesis rico en hidrógeno (H + CO) a través de un arreglo de reactor de membrana catalítica a diferentes temperaturas que oscilan entre 700 y 850 grados C. Se discute el efecto del relleno cerámico en el cermet, y las pruebas de permeación continua, de hasta 115 h, demostraron la superior estabilidad química y térmica de la membrana al confirmar la ausencia de cualquier interacción química entre el material y los carbonatos, así como la ausencia de preocupaciones significativas de sinterización con la plata pura.
Descripción
Este estudio propone una nueva membrana densa para separar selectivamente CO y O a altas temperaturas y, al mismo tiempo, producir gas de síntesis. La membrana consiste en un material tipo cermet infiltrado con una fase de carbonato ternario. Inicialmente, se sintetizó la ceria codopada de composición CeZrYO (CZY) utilizando el método convencional de reacción en estado sólido. Luego, la cerámica se mezcló con polvos de plata comerciales utilizando un proceso de molienda y posteriormente se prensó uniaxialmente y se sinterizó para formar el cermet en forma de disco. La membrana densa se formó finalmente mediante la infiltración de sales fundidas en los soportes porosos de cermet. A altas temperaturas (700-850 grados C), las membranas exhiben selectividad permselectiva de CO/N y O/N y un alto flujo de permeación bajo diferentes concentraciones de CO en la alimentación y tasas de flujo de gas de barrido. Las propiedades de permeación observadas hacen viable su uso para la valorización de CO a través de la reformación de metano con oxy-CO, donde tanto los gases permeados de CO como de O se utilizaron efectivamente para producir gas de síntesis rico en hidrógeno (H + CO) a través de un arreglo de reactor de membrana catalítica a diferentes temperaturas que oscilan entre 700 y 850 grados C. Se discute el efecto del relleno cerámico en el cermet, y las pruebas de permeación continua, de hasta 115 h, demostraron la superior estabilidad química y térmica de la membrana al confirmar la ausencia de cualquier interacción química entre el material y los carbonatos, así como la ausencia de preocupaciones significativas de sinterización con la plata pura.