ESTUDIO TEÓRICO- EXPERIMENTAL DE LA COMBUSTIÓN DE POLIETILENO- PROPANO EN MEDIOS POROSOS

Abstract

El presente trabajo de investigación desarrolla el estudio teórico-experimental de la combustión híbrida de gas propano y polietileno (PE) sólido en un reactor de medios porosos 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 (H2) y el monóxido de carbono (CO), mediante el uso de cromatografía gaseosa, para relaciones de equivalencia en el rango de 1,0 a 1,7 en régimen de temperaturas sub adiabáticas en operación aguas arriba. Se ha diseado y construido un quemador híbrido de medios porosos formado por esferas de alúmina (Al2O3) con un sistema de suministro y control de flujos, y de adquisición de temperaturas y cromatografía gaseosa. Se utiliza un modelo matemático para procesos de combustión en medios porosos inertes y se simula mediante el programa PREMIX modificado utilizando el mecanismo de reacción GRI ? MECH 3.0. Para el estudio del régimen de temperaturas sub-adiabáticas se consideran los principales gases producto de la pirólisis del polietileno (metano, etileno y acetileno), el propano combustible y el aire como la premezcla que ingresa al reactor poroso. Los resultados numéricos obtenidos muestran una correcta tendencia, con valores mayores para la temperatura, un correcto contraste para la velocidad del frente de llama y valores menores para los productos de combustión respecto de los resultados experimentales. Los resultados experimentales revelan un 48% y 85% en la conversión del combustible en hidrógeno y monóxido de carbono respectivamente, para una relación de equivalencia de ? = 1,5. Adicionalmente, se ha detectado un 3,6 % en fracción molar de metano en los gases producto. Estos resultados demuestran la aplicación de reactores de medios porosos con PE proveniente de basura para la obtención de gas de síntesis.