REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Palabras clave:

Decarbonization, Hydrogen, Circular economy, Carbon, Decarbonizacion, Hidrógeno, Economía circular, Carbono, Methane pyrolysis, CO2, recoverable, hydrogen generation, green hydrogen

Tipo de artículo:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Sección:

ARTICULOS DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLES

La pirólisis de metano es una tecnología que se está postulando como una opción dentro de la economía del Hidrógeno. La pirólisis permite procesar hidrocarburos gaseosos sin emitir directamente CO2, al realizarse en ausencia de oxígeno, permitiendo su integración en el concepto de economía circular al producir dos elementos valorizables, tales como el carbono sólido y el hidrógeno. Se clasifica actualmente como una forma de generación de hidrógeno turquesa, al compartir características del hidrógeno verde, al no emitir el proceso dióxido de carbono, y del hidrógeno azul, al tener en el gas natural su recurso primario. Existen varias opciones tecnológicas para llevar a cabo la pirólisis de gas natural, que abarcan desde la termólisis directa, pasando por el uso de catalizadores, uso de arcos de plasma, o bien el desarrollo de la descomposición de hidrocarburos en medios líquidos de reacción, tales como sales fundidas o metales líquidos. En esta comunicación se van a describir los restos principales para el desarrollo de reactores de pirólisis con metales líquidos, que actualmente se encuentran en un nivel de maduración tecnológica en torno a TRL4, para lograr avanzar hacia prototipos y demostradores industrialmente viables y competitivos. Ese desarrollo exige crear modelos numéricos que se pueden usar para el diseño de ingeniería de reactores para pirólisis. Las herramientas de diseño para este caso han de ser capaces de acoplar evaluación fluido-mecánica multifase y multicomponente, que tenga en cuenta la evolución de una fase gaseosa (gas natural), en una fase líquida (metal líquido) con formación de sólidos (carbono). El cálculo fluidodinámico se topa con la falta de datos experimentales que permitan su validación, lo que se convierte en un aspecto crítico para poder estimar la cinética química de la propia reacción. Esa cinética depende fuertemente del tiempo de residencia del gas en el medio, y de la temperatura. En esta comunicación se analizan esas relaciones entre el modelo fluido-mecánico y químico que permitirían la evaluación de la conversión de gas natural a hidrógeno y carbono en el diseño del reactor. Como resultado, se proponen una serie de experimentos que permitan validar esas herramientas de diseño del proceso de pirólisis en metal líquido.
Palabras clave: Decarbonizacion, Hidrógeno, Economía circular, Carbono