Reactores de Membrana
Páginas: 10 (2452 palabras)
Publicado: 28 de mayo de 2013
REACTORES DE MEMBRANAS
Álvarez, Jeyk; Anchique, Emanuel; Colina, Claire.
Diseño de Reactores
Ingeniería Química
Universidad de Cartagena
REACTORES DE MEMBRANAS
un reactor de membrana es realmente sólo un reactor de flujo de pistón que contiene un cilindro adicional de un material poroso dentro de ella, como el tipo de tubo dentro de la carcasa de un intercambiador de calor decarcasa y tubo. La membrana porosa cilíndrica que se encuentra en el interior es la que da el nombre de reactor de membrana.
El término reactor de membrana describe varios tipos distintos de configuraciones de reactor que contienen una membrana.
La membrana puede suministrar una barrera para ciertos componentes, mientras que es permeable para otros, e impedir que los componentes como aquellosen forma de partícula, entren en contacto con el catalizador o contengan sitios reactivos y se conviertan en catalizadores.
El reactor de membrana es una técnica para impulsar las reacciones reversibles a la derecha hacia una conversión más alta. Estas se pueden lograr permitiendo que uno de los productos de la reacción se difunda a través de una membrana semipermeable que rodea la mezcla dereacción.
Las reacciones termodinámicamente limitadas son aquellas muy reversibles, por esto, hay poca conversión. Si la reacción es exotérmica al elevar la temperatura, la reacción se desplazará aún más hacia la izquierda y, al reducir la temperatura, la velocidad de reacción será tan lenta que habrá poca conversión. Si la reacción es endotérmica, al aumentar la temperatura la reacción sedesplazará hacia la derecha para favorecer una mayor conversión; sin embargo, en muchas reacciones dicho incremento de temperatura ocasiona que el catalizador se desactive.
La membrana se puede utilizar para diferentes tareas: Separación, la extracción selectiva de reactivos, la retención del catalizador, Distribución / dosis de una sustancia reaccionante y soporte de catalizador (a menudo combinadocon la distribución de los reactivos)
Los reactores de membrana pueden usarse para aumentar la conversión cuando la reacción es termodinámicamente limitada y también para amentar la selectividad cuando ocurren reacciones múltiples.
Existen varios tipos de reactor de membranas, pero los dos más importantes son: el RMICA (Reactor de membrana inerte con partículas de catalizador en el lado dela alimentación) y el RMC (Reactor de membrana catalítica).
RMICA
RMC
Áreas de aplicación
Estos reactores han sido comúnmente usados para aplicaciones en las cuales los rendimientos de la reacción están limitados por el equilibrio.
También han sido propuestos y usados para otras aplicaciones; para incrementar el rendimiento y la selectividad de reacciones enzimáticas ycatalíticas influyendo a través de la membrana sobre la concentración de una (o más) especies intermedias, removiéndolas selectivamente (o ayudando a mantenerlas en una concentración baja), evitando la posibilidad de que dichos compuestos envenenen o desactiven el catalizador y para proveer una interfase controlada entre dos o más reactantes
También se ven utilizadas en revisiones críticas, aspectosfundamentales, tratamiento de aguas residuales municipales y domésticas, aguas residuales industriales, tratamiento para purificación de agua y otras, las cuales incluyen la remoción de gas, el tratamiento de lodos y la producción de hidrógeno. Con lo anterior, se puede observar que la aplicación e investigación en este campo está cobrando una importancia extraordinaria ya que la profundización enlos fundamentos de la tecnología es básica para lograr un óptimo rendimiento de los MBR.
MODELAMIENTO
Partiendo de la siguiente reacción General aplicada para la reacción de deshidrogenacion.
1. Balances Molares
Se realiza un balance Molar para cada especie, donde A es , B es (la especie B es permeable para la membrana del reactor) y C es .
Esquema de RMICA para balance...
REACTORES DE MEMBRANAS
Álvarez, Jeyk; Anchique, Emanuel; Colina, Claire.
Diseño de Reactores
Ingeniería Química
Universidad de Cartagena
REACTORES DE MEMBRANAS
un reactor de membrana es realmente sólo un reactor de flujo de pistón que contiene un cilindro adicional de un material poroso dentro de ella, como el tipo de tubo dentro de la carcasa de un intercambiador de calor decarcasa y tubo. La membrana porosa cilíndrica que se encuentra en el interior es la que da el nombre de reactor de membrana.
El término reactor de membrana describe varios tipos distintos de configuraciones de reactor que contienen una membrana.
La membrana puede suministrar una barrera para ciertos componentes, mientras que es permeable para otros, e impedir que los componentes como aquellosen forma de partícula, entren en contacto con el catalizador o contengan sitios reactivos y se conviertan en catalizadores.
El reactor de membrana es una técnica para impulsar las reacciones reversibles a la derecha hacia una conversión más alta. Estas se pueden lograr permitiendo que uno de los productos de la reacción se difunda a través de una membrana semipermeable que rodea la mezcla dereacción.
Las reacciones termodinámicamente limitadas son aquellas muy reversibles, por esto, hay poca conversión. Si la reacción es exotérmica al elevar la temperatura, la reacción se desplazará aún más hacia la izquierda y, al reducir la temperatura, la velocidad de reacción será tan lenta que habrá poca conversión. Si la reacción es endotérmica, al aumentar la temperatura la reacción sedesplazará hacia la derecha para favorecer una mayor conversión; sin embargo, en muchas reacciones dicho incremento de temperatura ocasiona que el catalizador se desactive.
La membrana se puede utilizar para diferentes tareas: Separación, la extracción selectiva de reactivos, la retención del catalizador, Distribución / dosis de una sustancia reaccionante y soporte de catalizador (a menudo combinadocon la distribución de los reactivos)
Los reactores de membrana pueden usarse para aumentar la conversión cuando la reacción es termodinámicamente limitada y también para amentar la selectividad cuando ocurren reacciones múltiples.
Existen varios tipos de reactor de membranas, pero los dos más importantes son: el RMICA (Reactor de membrana inerte con partículas de catalizador en el lado dela alimentación) y el RMC (Reactor de membrana catalítica).
RMICA
RMC
Áreas de aplicación
Estos reactores han sido comúnmente usados para aplicaciones en las cuales los rendimientos de la reacción están limitados por el equilibrio.
También han sido propuestos y usados para otras aplicaciones; para incrementar el rendimiento y la selectividad de reacciones enzimáticas ycatalíticas influyendo a través de la membrana sobre la concentración de una (o más) especies intermedias, removiéndolas selectivamente (o ayudando a mantenerlas en una concentración baja), evitando la posibilidad de que dichos compuestos envenenen o desactiven el catalizador y para proveer una interfase controlada entre dos o más reactantes
También se ven utilizadas en revisiones críticas, aspectosfundamentales, tratamiento de aguas residuales municipales y domésticas, aguas residuales industriales, tratamiento para purificación de agua y otras, las cuales incluyen la remoción de gas, el tratamiento de lodos y la producción de hidrógeno. Con lo anterior, se puede observar que la aplicación e investigación en este campo está cobrando una importancia extraordinaria ya que la profundización enlos fundamentos de la tecnología es básica para lograr un óptimo rendimiento de los MBR.
MODELAMIENTO
Partiendo de la siguiente reacción General aplicada para la reacción de deshidrogenacion.
1. Balances Molares
Se realiza un balance Molar para cada especie, donde A es , B es (la especie B es permeable para la membrana del reactor) y C es .
Esquema de RMICA para balance...
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