Metanación asistida con adsorción de H2O para la producción de metano puro

La producción de CH4 a partir de residuos o biomasa es una alternativa prometedora para la descarbonización del sistema energético actual, ya que puede ser un sustituto directo del gas natural. Una alternativa poco explorada para incrementar la eficiencia del proceso de metanación convencional (CO2 + 4H2 ↔ CH4+2H2O) es el proceso de metanación asistida o mejorada (SEM) [1,2], en el que se lleva a cabo la metanación en presencia de un material adsorbente que retira el H2O producida en la reacción, desplazando el equilibrio hacia la formación de CH4. El objetivo de este trabajo fue demostrar el potencial del proceso SEM para una mezcla H2/CO2 utilizando un catalizador comercial de Rodio y una zeolita 5A como adsorbente del H2O. El estudio se llevó a cabo en un reactor de lecho fijo a escala laboratorio acoplado a un espectrómetro de masas. La Tabla 1 resume los principales resultados obtenidos en los experimentos de metanación convencional y SEM. Las condiciones de operación se optimizaron para que ambos materiales funcionasen adecuadamente durante el SEM. A 275 ºC y 0.58 kgCO2/h.kgcat se consiguió incrementar la conversión del CO2 de un 78.7 % hasta un 100 %, obteniéndose una corriente pura en CH4 (Figura 1). Una vez la zeolita se saturó de H2O, la pureza del CH4 empezó a disminuir (breakthrough), alcanzándose la composición del proceso convencional de metanación (post-breakthrough). De esta manera se demuestra el potencial del proceso SEM utilizando un catalizador y una zeolita comerciales para obtener una corriente pura de CH4.