Diseño de un microreactor para la producción de hidrógeno a partir de alcoholes

El objetivo de este trabajo ha sido diseñar un reactor químico para producir hidrógeno a partir de etanol. El reactor funciona gracias a dos reacciones catalizadas que tienen lugar paralelamente: • el reformado: CH3-CH=O + 3 H2O → 2 CO2 + 5 H2 • la oxidación: CH3-CH2-OH + 2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O La reacción de reformado transforma el alcohol en hidrógeno, y la de oxidación, que es muy exotermica, suministra energía para la reacción de reformado. El reactor es de paredes catalíticas, es decir que los gases pasan por canales en los cuales las paredes son recubiertas de catalizador. Hemos elegido este tipo de reactor porque tiene propiedades interesantes, como el hecho de que permite que las dos reacciones tengan lugar en sitios diferentes para que no interfieren y tiene un bueno intercambio de calor entre las dos partes. El metal que constituye el reactor es el acero inoxidable: ofrece el mejor compromiso de propiedades: transmisión térmica, temperatura de utilización, precio... Para este trabajo ha sido desarrollado un modelo que permite prever la evolución del reactor. Esta basado en cálculos de energía y de reactividad, aplicados con métodos de elementos finitos. Estos cálculos han permitido la programación de un documento excel que sirve para un análisis del efecto de las variables del reactor y de las reacciones. Este análisis muestra que para que el reactor funcione eficazmente, cada parámetro debe ser controlado precisamente. Los puntos mas importantes son que el caudal de etanol reformado debe ser 6,06 veces mas grande que el de la oxidación para que el reactor sea autotermico, que la energía de activación del reformado debe ser superior a la de la oxidación para evitar la aparición de zonas demasiado frías o calientes (puntos frío o caliente) en el reactor y que el reactor debe ser empleado con los dos corrientes en el mismo sentido para minimizar el riesgo de formación de puntos calientes o fríos... Este trabajo es teórico. El reactor no esta fabricado, pero lo sera pronto, y así podremos verificar la validez de este modelo