Las mallas moleculares (zeolitas) son tamices cristalinos microporosos de aluminosilicatos, dotados de poros uniformes en tamaño (3–10 Å). Su función es adsorber selectivamente moléculas según su diámetro cinético y polaridad, reteniendo moléculas indeseadas mientras permiten el flujo de otras.
Indice
Tipos de malla molecular
| Tipo | Tamaño poro (Å) | Moléculas adsorbidas | Aplicaciones destacadas |
|---|---|---|---|
| 3 Å | ~3,0 | H₂O (2,65 Å) | Deshidratación de gases secos |
| 4 Å | ~4,0 | H₂O, CO, CO₂ | Secado, eliminación de CO/CO₂ |
| 5 Å | ~5,0 | H₂O, CO, CO₂, CH₄, N₂ | Refino de gas natural, aire, biogás |
| 13X | ~10 | H₂O, CO₂, N₂, O₂, CH₄, hidrocarburos ligeros | Captura CO₂, purificación de aire |
Uso en purificación de hidrógeno con PSA
- Las mallas 5 Å se emplean comúnmente en PSA para retener H₂O, CO₂, CO, N₂ y CH₄, permitiendo que el H₂ pase con alta pureza. La regeneración térmica se realiza entre 200–300 °C.
- Las mallas 13X se utilizan en etapas finales de “polishing” por su gran capacidad y selectividad hacia moléculas polares y de mayor tamaño.
- El hidrógeno (H₂) no se adsorbe significativamente en poros ≥ 4 Å debido a su pequeño diámetro cinético (~2,89 Å) y baja polarizabilidad .
Regeneración
Los ciclos térmicos (TSA) y de presión (PSA) usan temperaturas de regeneración típicas entre 200–315 °C, según el tipo de malla .
Criterios de selección
Perfil de impurezas: elegir 5 Å o 13X si hay CO₂/CH₄ altos.
Condiciones operativas:
Temperatura ideal: 5–50 °C.
Presión: 1–30 bar, con capacidad creciente a mayor presión.
Resistencia a regeneración térmica: hasta 250–300 °C
Ventajas clave
Alta selectividad y capacidad de adsorción.
Regenerable → múltiples ciclos PSA/TSA.
Durabilidad frente a ciclos térmicos y mecánicos.
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Preguntas frecuentes
5 Å: ideal para eliminar H₂O, CO₂ y hidrocarburos ligeros.
13X: mejor retención de CO₂ y compuestos polares grandes. Profundización: Ventajas y desglose técnico de 13X.
Explicación del proceso térmico (~250–300 °C), uso de purgas, tiempo de ciclo, eficiencia energética y costes.
Factores que afectan la durabilidad: abrasión, ciclos térmicos, contaminantes extremos. Con referencia a pruebas de laboratorio y casos de uso.
Comparativa: 4–8 mesh vs 8–12 mesh, impacto en caída de presión, adsorción y regeneración.
Beneficios de una estrategia en dos etapas: protección inicial → adsorción fina. Para explorar: Diseño de lecho mixto.
