Modelització i control d'un reformador d'etanol amb vapor

Abstract

En el Projecte Final de Carrera (PFC) que es presenta a continuació, s’obté un nou disseny d’un controlador predictiu no lineal (NMPC: Nonlinear Model Predictive Control ) per a un reformador d’Etanol amb Vapor (ESR: Ethanol Steam Reformer ) utilitzat per a la producció d’hidrogen pur per una Pila de Combustible (PEM: Proton Exchange Membrane). Es realitza un model matemàtic del sistema a partir de les equacions de balanç de massa i energia del reactor catalític i la membrana de separació del Reformador d’Etanol amb Vapor. Aquest estudi s’ha basat en models matemàtics per a l’ESR de la biblio- grafia existent, en els que s’hi ha realitzat diverses modificacions. A partir del model, s’analitza la dina`mica i l’estat estacionari del sistema, obtenint un punt d’operació per a la minimitzacio´ del cost de producció de l’hidrogen. El controlador dissenyat és un NMPC degut a les restriccions i a l’alta no linealitat del sistema. El controlador utilitza directament les equacions diferencials cont´ınues i no lineals del model matemàtic com a model de simulació, i conté un model intern realitzat mitjançant la tècnica del mostreig de les dades. A partir de l’anàlisi de resultats del model i del controlador, es conclou amb la viabilitat de l’estratègia i estructura de control proposades i la possibilitat de garantir el funcionament del controlador a temps real.