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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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.

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

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