Modelo matemático y optimización de la reacción de reforma del biogas
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Data
2015-11
Autores
Cortazzo Dorado, Ana Laura
Furtado, Andréia Cristina
Rivas, Gustavo Adolfo Ronceros
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Editor
Resumo
El biogas se compone principalmente de metano (50 − 70%) y dióxido de carbono (25 −
50 %), con trazos de otros compuestos como nitrógeno (N 2 ), oxígeno (O 2 ), sulfato de
hidrógeno (H 2 S), amoníaco (NH 3 ), entre otros. Debido a esta composición mayoritaria
de CH 4 y CO 2 , el proceso catalítico de reforma del biogas puede involucrar la reforma a
vapor y la reforma seca del metano, asegurando una reducción en la razón
vapor/carbono, que tiene como ventaja un menor requerimiento de energía para la
vaporización de agua alimentada. Buscando modelar un reactor de reforma de biogas,
el análisis cinético del proceso fue realizado mediante la definición de las tasas de
reacción (reforma del metano con vapor, reforma seca del metano y reacción de
desplazamiento agua-gas) sobre catalizadores de Ni. Los valores de la constantes de
reacción (velocidad específica y la constante de equilibrio), fueron determinadas a partir
de las ecuaciones de Arrhenius y Van’t Hoff mediante una rutina desarrollada utilizando
el software libre Scilab TM . El modelo de reactor elegido fue un modelo unidimensional,
ideal, sin transferencia de calor, donde se desprecian las variaciones de presión a lo
largo de la dirección axial. Para este reactor se determinó el conjunto de ecuaciones
diferenciales gobernantes. La solución numérica del modelo representado por el
sistema de ecuaciones diferenciales, obtenida mediante una rutina desarrollada
utilizando o software Scilab , permitió la determinación de la conversión de las
especies reactivas, metano y dióxido de carbono, bien como la evaluación de la
selectividad del proceso para la producción de hidrógeno. Esas variables fueron
definidas evaluando la influencia de la variación en las condiciones de entrada, como la
presión, temperatura y razón molar vapor/carbono.
Abstract
Descrição
Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Engenharia Civil e Engenharia de Energías Renováveis
Palavras-chave
Reforma, Biogás, Modelo reactor