Simulación en DWSIM de un sistema integrado de producción, purificación y utilización de hidrógeno con aplicación a sistemas AIP en submarinos

Abstract

En el presente trabajo se desarrolla el diseño y simulación, mediante DWSIM, de un sistema de producción y purificación de hidrógeno. Para ello, se basa en el reformado de combustibles líquidos y su posterior separación mediante adsorción por cambio de presión (PSA), integrando las etapas de reformado de glicerina, reacción de desplazamiento agua-gas (Water Gas Shift) y purificación en doble PSA para evaluar el comportamiento global del proceso de forma integrada. Por otra parte, se analiza la viabilidad de la glicerina como materia prima alternativa frente a otros combustibles líquidos, así como distintas configuraciones de adsorbentes en el sistema PSA, evaluando su influencia sobre la pureza del hidrógeno, la recuperación y el consumo energético. Los resultados obtenidos muestran que es posible alcanzar hidrógeno de alta pureza, adecuado para su uso en pilas de combustible tipo PEM, cumpliendo con los requisitos necesarios para este tipo de aplicaciones energéticas. Adicionalmente, se realiza un estudio de sensibilidad con el objetivo de identificar las variables operativas más influyentes en el rendimiento del sistema. Como caso de aplicación, se evalúa el uso del sistema en un entorno embarcado, concretamente en sistemas de propulsión independiente del aire (AIP), analizando su viabilidad energética y su integración a nivel conceptual.