{"id":131250,"date":"2011-06-28T15:35:45","date_gmt":"2011-06-28T14:35:45","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131250"},"modified":"2011-06-29T16:50:55","modified_gmt":"2011-06-29T15:50:55","slug":"energia-solar-concentrada-aplicada-a-la-produccion-de-hidrogeno-2%c2%aa-parte-procesos-y-reactores-termoquimicos-solares","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/06\/28\/131250","title":{"rendered":"Energ\u00eda solar concentrada aplicada a la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno. 2\u00aa Parte: Procesos y reactores termoqu\u00edmicos solares."},"content":{"rendered":"<p>[Carolina Herrad\u00f3n &#8211; Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos]<\/p>\n<p>La reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica de \u00f3xidos met\u00e1licos utilizando coque, gas natural y otros materiales carbonosos como agentes reductores hace posible la reducci\u00f3n de \u00f3xidos a temperaturas mucho m\u00e1s moderadas que las requeridas de forma exclusivamente t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>M<sub>x<\/sub>O<sub>y<\/sub> + y C \u2192 x M + y CO\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (1)<\/p>\n<p>M<sub>x<\/sub>O<sub>y<\/sub> + y CH<sub>4<\/sub>\u00a0 \u2192 x M + y (2 H<sub>2<\/sub>+ CO)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (2)<\/p>\n<p>La utilizaci\u00f3n de gas natural como agente reductor combina en un \u00fanico proceso la reducci\u00f3n de \u00f3xidos met\u00e1licos con el reformado del gas natural para la co-producci\u00f3n de metales y gas de s\u00edntesis (Steinfeld y col. 1998). Las reducciones carbot\u00e9rmicas de Fe<sub>3<\/sub>O<sub>4<\/sub>, MgO, y ZnO con C (grafito) y CH<sub>4<\/sub> para producir Fe, Mg, Zn y gas de s\u00edntesis, respectivamente, se han llevado a cabo en hornos solares de lecho fijo\/fluidizado y reactores tipo vortex (Steinfeld 2005). Estas reacciones son altamente endot\u00e9rmicas y se completan a velocidades razonables a partir de 1500 K para el Zn y el Fe, y 1800 K para Mg. A continuaci\u00f3n, en las figuras 1 y 2,\u00a0 se muestran dos conceptos de reactor qu\u00edmico solar para obtener Zn mediante las reacciones 1 y 2.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina3.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-131251\" title=\"Carolina3\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina3-300x123.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"123\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina3-300x123.png 300w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina3.png 675w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Figura 1. Esquema de un reactor solar de \u201cdoble cavidad\u201d para la reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica de ZnO. (Fuente: Instituto Paul Scherrer, Suiza).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina4.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-131252\" title=\"Carolina4\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina4-300x146.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"146\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina4-300x146.png 300w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/06\/Carolina4.png 567w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Figura 2. Esquema de un reactor solar tipo vortex para la combinaci\u00f3n de la reducci\u00f3n de ZnO y el reformado de CH<sub>4<\/sub>. (Fuente: Instituto Paul Scherrer, Suiza).<\/p>\n<p>Con la disposici\u00f3n mostrada en la figura 1 la cavidad interna, fabricada en grafito, protege a la ventana a trav\u00e9s de la cual se produce el paso de la radiaci\u00f3n solar concentrada, de part\u00edculas y gases condensables provenientes de la c\u00e1mara de reacci\u00f3n o de la cavidad externa, que es donde se encuentra la mezcla ZnO\/carb\u00f3n que va a ser sometida al calentamiento por radiaci\u00f3n. Sin embargo, en la configuraci\u00f3n que se muestra en la figura 2 las part\u00edculas de ZnO se introducen en la cavidad del reactor arrastradas por una corriente de gas natural que sigue una trayectoria helicoidal. En este caso la ventana se mantiene limpia mediante un flujo auxiliar de gas que se inyecta de forma radial y tangencialmente en la ventana y en los planos de apertura, respectivamente. La energ\u00eda absorbida por los reactivos se utiliza para elevar su temperatura hasta 1300 K y para llevar a cabo la reacci\u00f3n (Steinfeld 2005).<\/p>\n<p>Los reactores de irradiaci\u00f3n indirecta, como el que se muestra en la figura 1, tienen la ventaja de que se elimina la necesidad de utilizar una ventana transparente. Las desventajas de este tipo de reactores vienen dadas por las limitaciones que imponen los materiales de construcci\u00f3n de las paredes del reactor: m\u00e1xima temperatura de operaci\u00f3n, conductividad t\u00e9rmica, absorci\u00f3n radiante, inercia, resistencia a los choques t\u00e9rmicos e idoneidad para la operaci\u00f3n en estado transitorio.<\/p>\n<p>Por su parte, los reactores de radiaci\u00f3n directa, como los que se muestran en las figura 2, proporcionan una eficiente transferencia de calor al lugar de la reacci\u00f3n donde se necesita la energ\u00eda, evitando de esta forma las limitaciones que supone el transporte de calor por medio de cambiadores de calor. El principal inconveniente se produce al trabajar en atm\u00f3sferas reductoras o inertes por la necesidad de emplear en estos casos una ventana transparente, que es un componente cr\u00edtico cuando se trabaja a elevada presi\u00f3n o en atm\u00f3sferas gaseosas agresivas (Steinfeld 2005).<span id=\"mce_marker\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span>Primera parte del art\u00edculo:<\/span><\/p>\n<p><span>\u00a0<a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/06\/01\/131220\">https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/06\/01\/131220<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[Carolina Herrad\u00f3n &#8211; Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos] La reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica de \u00f3xidos met\u00e1licos utilizando coque, gas natural y otros materiales carbonosos como agentes reductores hace posible la reducci\u00f3n de \u00f3xidos a temperaturas mucho m\u00e1s moderadas que las requeridas de forma exclusivamente t\u00e9rmica. MxOy + y C \u2192 x M + y CO\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (1) MxOy + y CH4\u00a0 \u2192 x M + y (2 H2+ CO)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (2) La utilizaci\u00f3n de gas natural como agente reductor combina en un \u00fanico proceso la reducci\u00f3n de \u00f3xidos met\u00e1licos con el reformado del gas natural para la co-producci\u00f3n de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,550,547,549,1,546],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131250"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131250"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131250\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131257,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131250\/revisions\/131257"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131250"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131250"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131250"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}