ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE LA COMBUSTIÓN DE ETANO EN MEDIOS POROSOS INERTES Y SU APLICACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS

Abstract

El presente trabajo de investigación desarrolla el estudio teórico-experimental de la combustión de etano en medios porosos inertes (MPI) y su aplicación en la producción de gas de síntesis. Se analizan los perfiles de temperatura, las velocidades de propagación de llama y los productos principales de la combustión, como son el hidrógeno (Ú2) y el monóxido de carbono (CO), mediante el uso de cromatografía gaseosa, para relaciones de equivalencia en el rango de 1,0 a 2,5, diferentes diámetros de esferas de alúmina que componen el medio poroso y enriquecimiento del porcentaje de oxígeno en el aire de combustión. Se diseó y construyó un quemador de medio poroso inerte formado por esferas de alúmina con sus sistemas de suministro y control de flujos, y de adquisición de datos de temperatura y cromatografía gaseosa. Se simula numéricamente el proceso de combustión de la mezcla etano-aire en MPI mediante el uso del programa PREMIX con dos mecanismos de reacción, como son el GRI-MECH 1.2 y GRI-MECH 3.0. Con GRI-MECH 3.0 se obtienen resultados numéricos que predicen correctamente los resultados experimentales para todo el rango de relaciones de equivalencia con un medio poroso compuesto por esferas de alúmina de 3,5 mm y aire de combustión con 21% C>2. Se presentan temperaturas sub-adiabáticas y super-adiabáticas para velocidades de propagación de llama aguas arriba y aguas abajo, respectivamente. Estas temperaturas no se modifican mayormente con el enriquecimiento del oxígeno en el aire de combustión. Este enriquecimiento propicia el aumento del porcentaje de FÍ2 y CO generados. La máxima generación de hidrógeno H2 y CO, presentes en los productos de combustión, son de 19,3% y 24,3%, respectivamente, para un 30% de oxígeno en el aire de combustión. El porcentaje de conversión de etano en Ú2 (61,3 %) y en CO (81 %) muestra el potencial de este combustible como generador de gas de síntesis.