| TAZ-TFG-2019-4583 |
Metilciclohexano como líquido portador de hidrógeno: diseño de un sistema micro-CHP
Rhomari, Soumia
Romero Pascual, Enrique (dir.) ; Soler Herrero, Jaime (dir.)
Universidad de Zaragoza,
EINA,
2019
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química
Graduado en Ingeniería Química
Resumen: El propósito de este trabajo de fin de grado es diseñar un sistema de cogeneración de electricidad y calor (Combined Heat and Power, CHP, en inglés), capaz de generar una potencia nominal de 5kW y agua caliente sanitaria (ACS) para una vivienda unifamiliar aislada de la red.
El elemento principal del sistema CHP es la pila de hidrogeno, que es un dispositivo electroquímico capaz de convertir la energía química en energía eléctrica. El hidrogeno necesario para el funcionamiento de la pila se obtiene a partir de la deshidrogenación de metilciclohexano (MCH), la reacción de deshidrogenación se hace en un reactor de flujo pistón. Como la reacción es endotérmica se precisa un combustor alimentado para que suministre calor al reactor y a otras corrientes del sistema.
Se utiliza un conjunto de intercambiadores para aprovechar lo máximo posible el calor del circuito, ya que en el circuito diseñado hay puntos que necesitan ser calentados, como por ejemplo el caso de los reactivos que entran al reactor y a la pila, y otros enfriamientos, como por ejemplo los productos que salen del reactor. El calor que no se aprovecha en el circuito se utiliza para obtener agua caliente sanitaria.
La simulación del circuito se hace en el programa informático AspenOne Hysys, que es un sistema de modelado de procesos químicos muy robusto, está orientado a la industria de ingeniería petroquímica.
En este trabajo para genera una potencia de 5kW, se emplea una pila de 350 celdas de área 45,16 cm2y un reactor de flujo pistón tiene de diámetro 10 cm y longitud de 40 cm. La conversión de la reacción de deshidrogenación de MCH es 99,47% y el rendimiento energético global del sistema es 95,86%.
El elemento principal del sistema CHP es la pila de hidrogeno, que es un dispositivo electroquímico capaz de convertir la energía química en energía eléctrica. El hidrogeno necesario para el funcionamiento de la pila se obtiene a partir de la deshidrogenación de metilciclohexano (MCH), la reacción de deshidrogenación se hace en un reactor de flujo pistón. Como la reacción es endotérmica se precisa un combustor alimentado para que suministre calor al reactor y a otras corrientes del sistema.
Se utiliza un conjunto de intercambiadores para aprovechar lo máximo posible el calor del circuito, ya que en el circuito diseñado hay puntos que necesitan ser calentados, como por ejemplo el caso de los reactivos que entran al reactor y a la pila, y otros enfriamientos, como por ejemplo los productos que salen del reactor. El calor que no se aprovecha en el circuito se utiliza para obtener agua caliente sanitaria.
La simulación del circuito se hace en el programa informático AspenOne Hysys, que es un sistema de modelado de procesos químicos muy robusto, está orientado a la industria de ingeniería petroquímica.
En este trabajo para genera una potencia de 5kW, se emplea una pila de 350 celdas de área 45,16 cm2y un reactor de flujo pistón tiene de diámetro 10 cm y longitud de 40 cm. La conversión de la reacción de deshidrogenación de MCH es 99,47% y el rendimiento energético global del sistema es 95,86%.
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado
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