Análisis de ciclos de carga y descarga en sistemas PSA: evaluación de adsorbentes para la captura de CO2

Abstract

Este trabajo evalúa el comportamiento de cinco adsorbentes (zeolita 13X, carbón activo, sílica gel, zeolita natural y zeolita natural calcinada) en un sistema PSA (Pressure Swing Adsoprtion) orientado a la purificación de hidrógeno. Se realizaron ensayos de adsorción-desorción con mezclas gaseosas a presión de adsorción constante (3 bar) y dos niveles de presión de desorción (3 y 0,5 bar), empleando 11 ciclos por material. Se determinaron la capacidad de adsorción de CO2, los tiempos de ruptura y la eficiencia de purificación de H2. La zeolita calcinada alcanzó la mayor capacidad de adsorción, mientras que el carbón activo mostró un mejor equilibrio entre retención y estabilidad cíclica. La influencia del cociente Pa /Pd en la regeneración se analizó comparando los resultados a ambas presiones de desorción. Se ajustaron tres modelos cinéticos al primer ciclo de cada material; el modelo de Avrami presentó el mejor ajuste y se aplicó al resto de los ciclos. Los resultados permiten establecer comparaciones entre materiales y condiciones operativas y ofrecen una base para la selección de adsorbentes en sistemas PSA para separación de gases.