Permeabilidad de gases en membranas de biocarbón electroactivas

Abstract

En el marco de una economía circular, se plantea la necesidad de nuevos procesos de separación que permitan reciclar gases y líquidos. Los elementos tubulares electroactivos de carbón renovable obtenidos a partir de biomasa residual resultan de interés en la separación o depuración de gases, como por ejemplo la captura de CO2 en una corriente gaseosa. Resulta atractivo la separación de gases en un solo paso a través de un proceso de membranas. En este sentido, es de suma importancia cuantificar la permeabilidad gaseosa a través de los tubos de biocarbón. Este trabajo se enfocó en la evaluación de permeabilidades gaseosas en elementos tubulares de biocarbón tratados con diferentes recubrimientos superficiales, incluyendo silicona, almidón y NaCl. En particular, se estudiaron las permeabilidades de gases de mezclas binarias y ternarias de CO2, O2 y N2 a través de tubos de biocarbón modificados con NaCl cristalizado. Para llevar a cabo los ensayos se utilizó un sistema de permeación de acero inoxidable que cuenta con controladores de flujo másicos, manómetros, y analizadores de CO2 y O2. Los ensayos se realizaron dentro de un rango de presiones de 200 a 300 kPa absolutos. Cada prueba se inició con el paso de una corriente de N2, continuando con mezcla de N2/CO2 con un 13,8% de CO2 y, posteriormente, aire con 20,5% de oxígeno. También se realizó un ensayo con una mezcla de Aire/N2/CO2 con 6,9% de CO2 y 10,5% de O2. Los resultados obtenidos en las mediciones de permeabilidad indicaron valores de un orden de magnitud de ~1.0 x 10^(-9) [mol/s.Pa.m]. En particular, el valor de permeabilidad observado con el CO2 fue de 1.8 x 10^(-9)[mol/s.Pa.m] y la permeabilidad de O2 fue de 1.4 x 10^(-9) [mol/s.Pa.m] en la mezcla ternaria de N2/O2/CO2.