ANÁLISIS EXPERIMENTAL DEL USO DE VAPOR DE AGUA EN UN REACTOR DE FLUJO RECÍPROCO CON SUMINISTRO DE AIRE Y COMBUSTIBLE PARA LA GENERACIÓN DE GAS DE SÍNTESIS

Abstract

El presente trabajo de investigación desarrolla la utilización experimental de vapor de agua en un reactor de medios porosos inertes de flujo recíproco para la generación de gas de síntesis y está inserto en el marco del proyecto de colaboración con el “Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP-RAS)”. Se estudian los perfiles de temperatura, velocidad del frente de combustión y porcentajes en fracciones molares de hidrógeno generado para relaciones de equivalencia de 2.0 y 2.3. Para el ensayo con ¿=2 y adición de vapor en una proporción igual al combustible empleado, se obtuvieron las mayores temperaturas promedio, como también la mayor tasa de conversión de metano en hidrógeno, siendo de 1017.6 °C y 18.1% respectivamente. Para el caso de la velocidad del frente de combustión, este tomo su mayor valor de 0.26924 mm/s para una relación de equivalencia ¿=2.3, adicionando vapor de agua en proporción 1.3 veces la tasa de combustible. Se analizaron las tendencias del perfil térmico como de la tasa de conversión de hidrógeno al agregar vapor de agua en distintas proporciones (0.7, 1 y 1.3) respecto al flujo de combustible, manteniendo constante la relación de equivalencia de ¿=2.3, se observó un crecimiento en la tasa de conversión de 60.6%, 66.1% y 81.0% respectivamente respecto a la línea base, en cuanto a los cambios de temperatura promedios, se observó un aumento de 13.06 °C al adicionar vapor en proporción 0.7, y una disminución de 4.61 °C al adicionar vapor en proporción 1.3:1. Se buscaron parámetros óptimos de conversión del hidrocarburo en gas de síntesis al separar la pre mezcla aire – combustible, inyectando el combustible por separado al centro del reactor, dada la inestabilidad operacional no se pudo estabilizar la combustión al separar la pre mezcla con adición de vapor de agua al reactor.

The present research work develops the experimental use of water vapor in a reactor of inert porous media of reciprocal flow for the generation of syngas and is inserted in the framework of the project of collaboration with the “Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP-RAS)”.The profiles of temperature, velocity of the combustion front and percentages in fractions of hydrogen generated for equivalence ratios of 2.0 and 2.3 are studied. For the test with ¿ = 2 and addition of steam in a proportion equal to the fuel used, the highest average temperatures were obtained, as well as the highest conversion rate of methane to hydrogen, being 1017.6 ° C and 18.1% respectively. For the case of the combustion front velocity, this takes its highest value of 0.26924 mm/s for an equivalence ratio ¿ = 2.3, adding water vapor in proportion 1.3 times the fuel rate.The heat profile trends were analyzed as the rate of hydrogen conversion by adding water vapor in different proportions (0.7, 1 and 1.3) with respect to the fuel flow, keeping constant the equivalence ratio of ¿ = 2.3, we observed a Growth in the conversion rate of 60.6%, 66.1% and 81.0% respectively with respect to the baseline, in terms of the average temperature changes, an increase of 13.06 ° C was observed when adding vapor in proportion 0.7, and a decrease of 4.61 ° C when adding steam in ratio 1.3: 1.Optimum hydrocarbon conversion parameters were sought in synthesis gas by separating the air-fuel pre-mixture, injecting the fuel separately into the reactor center, given the operational instability the combustion could not be stabilized by separating the pre-mixture with addition of steam Of water to the reactor.