1. Reacción de cambio de gas de agua:
* Proceso: Este es el método más común. La mezcla se reacciona con vapor (H₂O) sobre un catalizador (típicamente óxido de hierro) a altas temperaturas (alrededor de 400-500 ° C) para producir más hidrógeno y dióxido de carbono:
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CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂
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* ventajas: Relativamente simple y eficiente.
* Desventajas: Requiere energía adicional para la calefacción y la generación de vapor. Produce dióxido de carbono como subproducto.
2. Metanación:
* Proceso: La mezcla se reacciona con hidrógeno sobre un catalizador de níquel a alta presión y temperatura para producir metano y agua. Luego se elimina el agua y el metano se puede reaccionar con vapor para producir más hidrógeno (reforma de vapor).
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CO + 3H₂ ⇌ CH₄ + H₂O
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* ventajas: Puede producir hidrógeno de alta pureza.
* Desventajas: Requiere múltiples pasos y puede ser intensivo en energía.
3. Oxidación preferencial (prox):
* Proceso: Este método oxida selectivamente el monóxido de carbono al dióxido de carbono utilizando un catalizador (típicamente platino o oro) a bajas temperaturas (alrededor de 100-200 ° C). El dióxido de carbono se puede eliminar fácilmente, dejando atrás el hidrógeno puro.
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CO + 1/2 O₂ → CO₂
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* ventajas: Puede producir hidrógeno de muy alta pureza a temperaturas más bajas.
* Desventajas: Requiere un control de oxígeno preciso para evitar la combustión completa.
4. Separación de membrana:
* Proceso: Esta técnica utiliza una membrana selectiva que permite que pase el hidrógeno pero bloquea otros gases como el monóxido de carbono. La membrana generalmente está hecha de paladio o un material similar.
* ventajas: No hay reacciones químicas involucradas, pueden ser bastante eficientes.
* Desventajas: Los materiales de membrana pueden ser caros y pueden tener una vida útil limitada.
5. Separación criogénica:
* Proceso: Este método utiliza los diferentes puntos de ebullición de hidrógeno y monóxido de carbono para separarlos. La mezcla se enfría a baja temperatura, lo que hace que el monóxido de carbono se licite mientras el hidrógeno permanece gaseoso.
* ventajas: Se puede usar para separar otros gases en la mezcla.
* Desventajas: Requiere equipo especializado y puede ser intensivo en energía.
Elegir el mejor método:
El mejor método para obtener hidrógeno a partir de una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono depende de:
* La pureza deseada: Para la separación de hidrógeno, prox o membrana de alta pureza son los mejores.
* Composición de alimentación: Las cantidades relativas de hidrógeno y monóxido de carbono afectarán la eficiencia de diferentes métodos.
* Costos de energía: Considere los requisitos de energía de cada método y el costo de la energía en su ubicación.
* Disponibilidad del equipo: Algunos métodos requieren equipos especializados que no puedan estar disponibles.
Al evaluar cuidadosamente estos factores, puede elegir el método más apropiado para sus necesidades específicas.
