|
Autor/a
Chela Roldán, Andrés
|
Abstract
En el contexto del cambio climático, hay un esfuerzo creciente para reducir las emisiones de gases de alto potencial de calentamiento global (GWP). El impacto de los gases fluorados de efecto invernadero (GHG) juega un rol importante, debido a su alto GWP. Si bien la sustitución de estas sustancias no es una tarea fácil, debido a sus propiedades únicas para la refrigeración, la reciente modificación de Kigali al protocolo de Montreal, junto con las estrictas legislaciones europeas, ha llevado al estudio de alternativas con respecto al final del ciclo de vida de los gases fluorados. Las técnicas contemporáneas, además de ser intensivas en energía, implican una nula recuperación del gas para su posterior uso.
Esta tesis explora la posibilidad de recuperar el gas difluorometano (R32), de GWP moderado, de la mezcla común R410A de GWP alto. El R32 no está limitado por las nuevas legislaciones y tiene un potencial muy prometedor con respecto a la fabricación de nuevas mezclas de refrigerantes en combinación con hidrofluoroolefinas (HFO).
En el marco del proyecto europeo KET4F-Gas, se ha modelado una nueva técnica de separación, basada en la adsorción de gases fluorados en el carbón activado Anguard 5, utilizando nuevos datos experimentales a través de la herramienta de simulación Aspen Adsorption®.
Los datos isotérmicos de los componentes puros R32 y R125 se han ajustado para adaptarse a un modelo de isoterma de Langmuir-Freundlich de multi-temperatura. Luego, se ha realizado el método IAST para simular el comportamiento de la mezcla R410A en Anguard 5. Se ha construido un modelo matemático en el software para validar los datos experimentales con un modelo de transferencia de masa LDF. El modelo creado es capaz de reproducir con precisión el comportamiento del proceso, facilitando el escalado futuro a producciones superiores. Los principales parámetros del proceso de un nuevo prototipo diseñado en el contexto del proyecto se han determinado utilizando el modelo matemático desarrollado en Aspen Adsorption. La viabilidad de un ciclo de adsorción continuo con arrastre por nitrógeno se ha determinado mediante un análisis de sensibilidad del proceso, lo que permite establecer los rangos de pureza y recuperación. A partir de los resultados, se ha diseñado un ciclo alternativo de producción discontinuo, a temperatura ambiente y presión atmosférica, recirculando el flujo de regeneración. El proceso rediseñado asegura una recuperación completa de R32 de alta pureza con un bajo consumo de energía.
Finalmente, la viabilidad económica del proceso se ha calculado teniendo en cuenta los costes de capital y operativos del prototipo.
|
|
