ESTUDIO DE LA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE COMBUSTIÓN EN MPI PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO A PARTIR DE BIOGÁS

Abstract

La generación de gas de síntesis por medio de la oxidación parcial de biogás en un medio poroso inerte (MPI) fue estudiada de manera experimental, numérica y económica. Para ello se desarrolló un reactor a escala de laboratorio donde se ensayaron mezclas con biogases de distintas composiciones para relaciones de equivalencia de 1,5 y 2,0. Los resultados de los ensayos fueron comparados con las predicciones numéricas obtenidas mediante Premix, programa capaz de resolver el sistema de ecuaciones diferenciales planteado en el modelo que describe la oxidación parcial en MPI mediante el método de diferencias finitas. La cinética de reacción utilizada para la modelación es GRI 3.0 la cual ha sido validada para combustión de metano. Los resultados obtenidos del contraste numérico-experimental indican que la oxidación parcial de biogás no puede ser descrita por una cinética de reacción para metano, puesto que el uso de biogás es capaz de generar mayores concentraciones de gas de síntesis en comparación al metano. La presencia de CO2 en el combustible provoca reacciones de reformado las cuales ayudan a la generación de H2 y CO. La modelación del fenómeno incluye inyección de vapor como reactante en la mezcla aire-combustible y los resultados indican que la presencia de vapor es capaz de aumentar las concentraciones de H2 en el gas producto de la oxidación parcial. El estudio de pre-factibilidad técnico/económica realizado para la implementación de una planta generadora de gas de síntesis mediante oxidación parcial de biogás indica que el proyecto beneficioso y sensible a los parámetros de: inversión inicial, producción anual y precio de venta del producto; parámetros con los cuales se puede definir un mejor punto de operación e inversión. Los índices económicos obtenidos indican que se puede obtener un VAN de 525 y una TIR de 13%, los cuales demuestran que el proyecto es rentable.