Publication: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN REACTOR DE MEDIO POROSO INERTE DE FLUJO RECÍPROCO CON SUMINISTRO SEPARADO DE AIRE Y COMBUSTIBLE
Date
2016
Authors
SUBIABRE BARRIENTOS, GUIDO CAMILO FRANCISCO
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica Federico Santa María
Abstract
This investigation is done by the present collaborative research partnership with the Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP -RAS), the development consist in the design and built of a reciprocal flow reactor of porous media with separate supply of air and fuel, with the purpose that experimentally to analyze the combustion and the products generated. The porous matrix used in the reactor, are alumina inert ceramic foam (Al2O3, 90% in weight) toughened by zirconium oxide (ZrO2, 10% in weight). Along with this, an injection system is constructed by valves that allow insert premixing fuel with air to the reactor and separately, making the latter, that the fuel is injected by half lengthwise the reactor and air at the outer, giving rise to diffusive flames. Additionally a system is assembled for flow control, temperature recording and gas chromatography. The temperature profiles, velocity reaction front are studded and by the gas chromatography, the syngas production, mostly composed of hydrogen (H2) and carbon monoxide (CO). These analyzes are performed for different Fuel – Air equivalence relations, which are 2,3; 2,6 and 3,0; in systems downstream, in case it is upstream, the front reaction is not produced stably, so the analysis is discarded. The results obtained in the syngas production were higher with the equivalence ratio 2,3, however the higher wave flame velocity was achieved with a ratio of 3,0.
Este trabajo se realiza gracias a la colaboración presente en la alianza investigativa con el Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP-RAS). Consiste en el diseño de un reactor de medio poroso inerte de flujo recíproco con suministro separado de aire y combustible, con el fin de analizar experimentalmente la combustión y los productos generados por ella. La matriz porosa utilizada en el reactor, son esponjas cerámicas inertes de alúmina (Al2O3, 90% en peso) templada en óxido de zirconio (ZrO2, 10% en peso). Junto con ello, se construye un sistema de inyección a través de válvulas que permita insertar el combustible premezclado con aire al reactor y por separado, haciendo en este último, que el combustible sea inyectado por la mitad longitudinal del reactor y el aire por los extremos, dando origen a llamas difusivas. Además se monta un sistema de control de flujos, registro de temperaturas y cromatografía gaseosa. Se estudian los perfiles de temperatura, velocidad del frente de reacción y gracias a la cromatografía gaseosa, la producción de gas de síntesis, compuesto principalmente por hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO). Estos análisis son realizados para distintas relaciones de equivalencia combustible – aire en regímenes aguas abajo, éstas son 2,3; 2,6 y 3,0, en caso que sea aguas arriba, no se produce un frente de reacción estable por lo que se descarta el análisis. Los resultados obtenidos en producción de gas de síntesis fueron más altos con la relación de equivalencia 2,3, sin embargo la mayor velocidad del frente de reacción fue alcanzada con una relación de 3,0.
Este trabajo se realiza gracias a la colaboración presente en la alianza investigativa con el Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP-RAS). Consiste en el diseño de un reactor de medio poroso inerte de flujo recíproco con suministro separado de aire y combustible, con el fin de analizar experimentalmente la combustión y los productos generados por ella. La matriz porosa utilizada en el reactor, son esponjas cerámicas inertes de alúmina (Al2O3, 90% en peso) templada en óxido de zirconio (ZrO2, 10% en peso). Junto con ello, se construye un sistema de inyección a través de válvulas que permita insertar el combustible premezclado con aire al reactor y por separado, haciendo en este último, que el combustible sea inyectado por la mitad longitudinal del reactor y el aire por los extremos, dando origen a llamas difusivas. Además se monta un sistema de control de flujos, registro de temperaturas y cromatografía gaseosa. Se estudian los perfiles de temperatura, velocidad del frente de reacción y gracias a la cromatografía gaseosa, la producción de gas de síntesis, compuesto principalmente por hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO). Estos análisis son realizados para distintas relaciones de equivalencia combustible – aire en regímenes aguas abajo, éstas son 2,3; 2,6 y 3,0, en caso que sea aguas arriba, no se produce un frente de reacción estable por lo que se descarta el análisis. Los resultados obtenidos en producción de gas de síntesis fueron más altos con la relación de equivalencia 2,3, sin embargo la mayor velocidad del frente de reacción fue alcanzada con una relación de 3,0.
Description
Catalogado desde la version PDF de la tesis.
Keywords
BIOGAS , FLUJO RECIPROCO , GAS DE SINTESIS , LLAMA DIFUSIVA , REACTOR DE MEDIOS POROSOS