ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA COMBUSTIÓN DE METANOL Y ETANOL EN MEDIOS POROSOS INERTES (MPI) Y SU APLICACIÓN PARA LA GENERACIÓN DE HIDRÓGENO

Abstract

En el marco del proyecto FONDECYT 11080106 el presente trabajo tiene por objetivo disear y construir un quemador de medio poroso inerte (MPI) para estudiar la oxidación parcial de metanol y etanol, inyectados en estado líquido, de manera de producir hidrógeno. El quemador de MPI que se construye cuenta con el sistema de control de flujo de aire y combustible, de adquisición de datos de temperaturas y la cromatografía de gases en línea. Su principal característica es un sistema innovador para la vaporización del combustible ya que utiliza la energía que entrega la propia reacción exotérmica mediante un intercambiador de calor externo al quemador. Se realizan ensayos con mezclas ricas de metanol-aire y etanol-aire, manteniendo constante el caudal en 6 l/min y variando la relación de equivalencia ( ) entre 1.6 y 8.2. Se estudian las temperaturas y velocidades de llamas, y los gases productos del proceso de oxidación parcial, como son: hidrógeno (H2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). Para ambos combustibles se obtienen velocidades del frente de combustión a favor y en contraflujo, con un valor máximo absoluto de 0.00522105 cm/s y 0.00211340 cm/s para una relación de equivalencia de 1.6, para etanol y metanol, respectivamente. Las temperaturas de combustión disminuyen a medida que aumenta la relación de equivalencia, siendo la de metanol menor que la de etanol, para un mismo estudiado. La producción de hidrógeno se verifica con el quemador construido. Esta producción es mayor a medida que aumenta la relación de equivalencia obteniéndose su máximo valor de 18.31% en = 5 para etanol y de 40.01% en = 6.3 para metanol. Adicionalmente, como producto de la oxidación parcial de ambos combustibles se obtiene una alta generación de monóxido de carbono