ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA REDUCCIÓN DIRECTA DE MINERALES DE FIERRO EN SISTEMAS DE COMBUSTIÓN EN MEDIOS POROSOS

Abstract

El presente trabajo de investigación, desarrolla el estudio experimental de la reducción directa de minerales de fierro en sistemas de combustión en medios porosos. Se realizan reducciones directas de minerales de fierro con diferentes composiciones de mezcla de gas natural y aire variando la relación de equivalencia y registrando los perfiles de temperatura y velocidades de llama. Para identificar la reducción directa de mineral de fierro se realizan 3 estudios experimentales: (1) Análisis de gases de síntesis mediante cromatografía gaseosa utilizando el detector de conductividad térmica (TCD), (2) Análisis de masa, y (3) Difracción de rayos X. Con estos dos estudios se establecerá el porcentaje de reducción. Para desarrollar el estudio experimental de la combustión en medios porosos se realizan ensayos para comprender el concepto de exceso de entalpía y velocidad de llama, para mezclas con diferentes relaciones de equivalencia. Además se realiza un análisis de los gases productos de la combustión en medios porosos para mezclas ricas mediante cromatografía gaseosa, de manera de lograr contrastar los resultados con los que se obtengan de la reducción de mineral de fierro. En los procesos de combustión en medios porosos con mineral de fierro se alcanzan temperaturas super-adiabáticas. Esta temperatura se incrementa a medida que aumenta la relación de equivalencia de la mezcla (mezclas ricas). Los principales resultados de los estudios experimentales son: ? Análisis de gas de síntesis en donde el CO y H2 bajan sus concentraciones a medida que aumenta la relación de equivalencia, mientras que el CO2 aumenta en directamente con la relación de equivalencia. ? El mayor porcentaje de reducción directa, se obtiene con una relación de equivalencia 1.2 donde se obtiene una diferencia de masa de 9,8 [grs]. ? Presencia de maghemita y magnetita en los análisis por difracción de rayos X. En conclusión el nuevo sistema propuesto muestra una reducción del mineral de fierro en función de la relación de equivalencia utilizada en los ensayos.