Estudio numérico-experimental del proceso de gasificación de combustibles sólidos en un reactor de flujo reciproco de medio poroso inerte

Abstract

En el marco del proyecto FONDECYT N°1190654 denominado ”Hydrogen production from chilean carbonaceous feedstock using a novel reverse flow porous media reactor”, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo la investigación numérica y experimental del proceso de gasificación de combustibles sólidos utilizando un reactor de flujo reciproco de medio poroso. Se presenta un modelo unidimensional de un reactor de medio poroso compuesto de esferas de alúmina denominado reactor (1), el cual, a través de las condiciones iniciales y de borde, opera de forma recıproca. Posteriormente se propone una extensión del modelo, dividiendo el reactor en tres zonas, e incorporando una zona ´ central con esferas de combustible sólido recubiertas por una capa de 0.2 mm de alúmina, denominado reactor ´ (2). En este segundo caso, se consideran solamente las propiedades termo-físicas del combustible sólido en el ´ modelo, sin las reacciones de este. Por su parte, se diseñan, construyen e implementan dos reactores de flujo ˜ recıproco, uno inerte y otro con alimentación central de combustible sólido, que permiten contrastar los resultados numéricos obtenidos. Para el proceso se considera una premezcla de metano y aire, y pellets de pinus radiata y carbón como combustible sólido. Se realizan variaciones de parámetros operacionales como son la relación de equivalencia, la velocidad de filtración y el espesor de la zona con combustibles olido.