INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL DEL USO DE “ALUMINA BUBBLE” EN EL PROCESO DE GASIFICACIÓN DE CARBÓN

Abstract

A nivel mundial sobre un 85 [%] de la energía se genera en base a combustibles fósiles, generando altos niveles de gases efecto invernadero en su extracción y consumo. En esta línea, el reformado de metano y gasificación de sustratos carbonosos en reactores de medios porosos inertes presenta una alternativa al uso de estos combustibles, generando gas de síntesis como combustible alternativo. Este trabajo muestra resultados experimentales sobre la generación de gas de síntesis en un reactor de medios porosos utilizando un material de baja densidad (Alumina Bubble). Este material no se ha utilizado para esta aplicación, por lo que se comparan los resultados con esferas sólidas de alúmina ampliamente estudiadas en la literatura. Se midieron parámetros como la temperatura interna del reactor, velocidad de desplazamiento del frente de combustión y gases producto generados. Se estudiaron rangos de relación de equivalencia (𝜙) de 0.8-1.3 [-] y 1.9-2.4 [-] bajo una velocidad de filtración de 25.0 [cm/s] para combustión filtrada de gas natural y aire, observando velocidades del frente de combustión para 𝜙 = 1.0 [−] de 0.013 [cm/s] aguas arriba para el Alumina Bubble, en comparación con 0.005 [cm/s] para esferas sólidas, junto con un incremento de 100 [K] para la temperatura, evidenciando un claro cambio en el mecanismo de transferencia de calor principal involucrado. Para la combustión híbrida se estudiaron variaciones de contenido de carbón activado en el medio poroso desde 0 [%] a 70 [%] para una relación de equivalencia de 1.0 [−]. Utilizando Alumina Bubble se evidenciaron incrementos en la conversión de los combustibles a hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO), junto con aumentos en la tasa de retorno energética. Los resultados obtenidos muestran que se puede utilizar Alumina Bubble en combustión filtrada para gasificar carbón activado.