DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN REACTOR DE FLUJO RECÍPROCO DE MEDIO POROSO INERTE PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO Y MONÓXIDO DE CARBONO

El presente trabajo de investigación, 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) tiene como objetivo rediseñar y fabricar un reactor de medio poroso de flujo recíproco para el estudio experimental de generación de gas de síntesis mediante inyección con/sin premezcla de aire-metano con adición de vapor. Se estudian los perfiles de temperatura, velocidad del frente de combustión y porcentajes en fracciones molares de hidrógeno y monóxido de carbono generado para relaciones de equivalencia 2, 3 y 4. Para la configuración con premezcla con ¿ = 2 (línea base), se obtuvieron las mayores temperaturas promedio, como también la mayor tasa de conversión de hidrógeno y monóxido de carbono, siendo de 1,301°C, 38.84 % y 60.99 % respectivamente. Para el caso de la velocidad del frente de combustión, este toma su máximo valor en ¿ = 4 de 0.42 mm/s. En la configuración sin premezcla (con difusión), sin adición de vapor se alcanza una temperatura y velocidad del frente de combustión máxima de 1,428 °C y 0.41 mm/s respectivamente, para una relación de equivalencia ¿ = 2. Para la configuración con adición de vapor en una relación vapor/metano 1:1, para ¿ = 3 se contrasta los resultados numéricos postulados por Dorofeenko y Polianczyk, para la conversión de hidrógeno y monóxido de carbono. Si bien la operación del reactor estuvo dentro de los rangos que analizaron los autores, es necesario seguir estudiando diferentes configuraciones para alcanzar el óptimo.
 The present research work, inserted in the framework of the collaboration project with the Department of Combustion and Explosion of the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (IPCP-RAS) aims to redesign and built a reciprocal flow porous media reactor for the experimental study of synthesis gas generation by injection with / without pre-mixing of air-methane with addition of steam. The profiles of temperature, speed of the combustion front and percentages in molar fractions of hydrogen and carbon monoxide generated for equivalence ratios 2, 3 and 4 are studied. For the configuration with pre-mix with ¿ = 2 (baseline), the highest average temperatures were obtained, as well as the highest conversion rate of methane in hydrogen and carbon monoxide, being 1,301 ° C, 38.84% and 60.99% respectively. For the case of the combustion front speed, it takes its maximum value at f = 4 of 0.42 mm / s. For the case of the combustion front speed, it takes its maximum value at ¿ = 4 of 0.42 mm / s. In the configuration without pre-mixing (with diffusion), without addition of steam, a maximum combustion front temperature and velocity of 1,428 ° C and 0.41 mm / s respectively is reached for an equivalence ratio ¿ = 2. For the configuration with steam addition in a steam / methane ratio of 1: 1, for ¿ = 3, the numerical results postulated by Dorofeenko and Polianczyk are contrasted for the conversion of hydrogen and carbon monoxide. Although the operation of the reactor was within the ranges analyzed by the authors, it is necessary to continue studying different configurations to reach the optimum.