MODELADO MATEMÁTICO DE UN REACTOR DE LECHO FIJO

U. M. S. N. H.

Fenómenos de Transporte

Producción de H2 a partir de la reformación de vapor de glicerol
utilizando como catalizador Ni/Al2O3.

1. INTRODUCCIÓN.
El uso de las energías renovables, como la biomasa, es esencial para un desarrollo
sustentable de nuestra sociedad. La conversión de recursos renovables en cualquiera de
los combustibles limpios o químicos está atrayendo elcreciente interés debido a la
continua reducción de los suministros de hidrocarburos fósiles (Graziani y Fornasiero,
2007).
Dependiendo del material de partida base de biomasa, la producción de combustibles
puede resultar sustentable o no. Los biocombustibles de primera generación se
componen esencialmente por el etanol y biodiesel, obtenidos a partir de la fermentación
del azúcar y latransesterificación de grasas animales o aceites vegetales,
respectivamente. Desafortunadamente, la producción de estos biocombustibles no es
sustentable en un período a largo plazo, ya que puede comprometer seriamente tanto
suministros de alimentos y la biodiversidad (Montini y col., 2010).
El uso de biomasas residuales, representa una meta desafiante para la producción
sustentable debiocombustibles de segunda generación, cuya producción puede
comenzar a partir de la extracción de moléculas complejas, tales como la lignina o
celulosa, de bosques o biomasas fibrosas. Para este fin, varios procesos catalíticos para
la producción de productos químicos útiles y materiales de alimentación a través de la
hidrólisis de residuos lignocelulósicos ya han sido investigados (Montini y col., 2010).1.1. Glicerol.
Dentro de las materias primas disponibles provenientes de biomasa, el glicerol es una
alternativa interesante debido a su alto contenido en H2, no es tóxica, y de sencillo
manejo y almacenamiento. Es el principal subproducto en la producción de biodiesel de
primera generación a partir de la transesterificación de aceites vegetales, también puede
provenir de la fermentación deazúcares o por conversión de la lignocelulosa (Barbelli y
col., 2011). Por el resultado de estos procesos se encuentra impurificada con cantidades
variables de otros compuestos tales como sales inorgánicas de ácidos grasos (jabones),
restos de catalizador (NaOH, KOH) y del alcohol utilizado para la transesterificacion
(metanol o etanol). Debido a ello, la glicerina así obtenida tiene escasovalor comercial
y requiere procesamientos complementarios para su purificación que permitan utilizarla
en alguna de sus múltiples aplicaciones tradicionales (medicina, productos cosméticos y
de cuidado personal, pinturas). Por otra parte, su simple eliminación por combustión
requiere condiciones de alta temperatura, no fácil de alcanzar, que aseguren la
eliminación total de productos de altocarácter tóxico. Otros problemas de la
combustión radican en el bajo poder calorífico y la presencia de sales y cenizas que
dificultan su proceso. Por lo anterior, el manejo del glicerol residual plantea problemas
que inciden en el costo global del proceso de producción de biodiesel, debido a lo cual
se ha renovado el interés por explorar nuevas alternativas para su procesamiento y/odisposición final (Pena y col., 2012).

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Fenómenos de Transporte

Actualmente, existe una necesidad de encontrar una alternativa energética que sustituya,
al menos parcialmente y de forma progresiva, a los combustibles fósiles en un futuro
próximo y el hidrógeno se está revelando como la opción más viable y ventajosa entre
las disponibles. Las ventajas del hidrógeno como fuenteenergética, no residen
únicamente en el hecho de ser una materia prima prácticamente inagotable, cuyo calor
de combustión con oxígeno (14.19×104 kJ/kg) es bastante superior al de los
combustibles fósiles clásicos como la gasolina (~4.5×104 kJ/kg) sino que, además, su
combustión no produce CO2, sino exclusivamente vapor de agua, lo que le convierte en
un candidato ideal para la reducción...