Resumen de Análisis CFD de la combustión no pre-mezclada de H 2 como estudio preliminar de la combustión de gas de síntesis producto de la gasificación de biomasa

David Andrés Serrato Tobón, Luis Carlos Flórez García, Juan Esteban Tibaquirá, Álvaro Restrepo

• español

  Resumen El presente estudio surge como un acercamiento hacia el análisis de la combustión del gas de síntesis producto de la gasificación de biomasa en la cámara de combustión de una microturbina a gas como parte de un sistema de generación de potencia SOFC- MGT al cual se integra una unidad de gasificación; asumiendo que el gas combustible es hidrógeno en proporción con un gas inerte como el nitrógeno a condiciones de 300 K y 1 atm. El propósito del análisis se centró en la evaluación de la fluctuación de la temperatura de llama adiabática y las fracciones molares de las especies químicas de los productos respecto a cambios en la razón de equivalencia para la combustión con el fin de caracterizar el comportamiento de la combustión ante variaciones de la composición química del gas dada la diferencia en la composición de las biomasas consideradas: Cascarilla de arroz, cascarilla de café y cuesco de palma de aceite. Para proporciones cercanas a la proporción estequiométrica, se estimó un error del 0.9%. Además, se encontró que la temperatura de llama adiabática, las fracciones molares de N2 y O2, fueron mayores y la fracción molar de H2O fue menor para razones de equivalencia ø < 1 respecto a los valores calculados basado en el balance de especies químicas.

• English

  Abstract This study is a before handed approach to the analysis of combustion of “syngas” into the combustion chamber of a microturbine coupled to a power generation system SOFC-MGT (Solid Oxide Fuel Cell - Micro turbine), to which a gasifier unit is integrated. It is assumed that the fuel gas is hydrogen that enters to the combustion chamber in proportion with an inertial gas such as nitrogen under conditions of 300 K and 1 atm. The main purpose of this study focused on the evaluation of the fluctuation of the adiabatic flame temperature, and the molar fractions of the species for combustion products with respect to changes in the rate of equivalency for the combustion in order to categorize the behaviour of the combustion with variations in the chemical composition of the gas due to the difference in the composition of the biomass to be studied: rice husk, coffee husk, and palm oil shell. For equivalence ratios near to the stoichiometric proportion, an error of 0.9 % was estimated. Additionally, it was found that the adiabatic flame temperature, molar fractions of N2 and O2 were higher and the molar fraction of H2O was lower for equivalence ratios ø < 1, than the values calculated based on a chemical species balance.