Conversión de Gas Natural y Gasificación de Residuos Orgánicos mediante Vapor Ultra-Sobrecalentado Generado por Detonación: Efecto del Volumen del Reactor
Autores: Frolov, Sergey M.; Smetanyuk, Viktor A.; Sadykov, Ilias A.; Silantiev, Anton S.; Shamshin, Igor O.; Aksenov, Viktor S.; Avdeev, Konstantin A.; Frolov, Fedor S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de pistolas de detonación pulsada (PD) se aplicó para la conversión a alta temperatura de gas natural y la gasificación de desechos orgánicos líquidos/sólidos sin oxígeno a presión atmosférica mediante vapor ultra-sobrecalentado (USS) generado por detonación, utilizando dos reactores de flujo de volumen esencialmente diferente: 100 y 40 dm. Los desechos líquidos y sólidos eran aceite de máquina usado y aserrín de madera, con una humedad que variaba del 10 al 30% en peso. Se esperaba que la disminución del volumen del reactor de 100 a 40 dm, manteniendo las demás condiciones iguales, por un lado, no afectara la conversión del gas natural, pero, por otro lado, podría llevar a un aumento en la temperatura de gasificación en el reactor de flujo y, correspondientemente, a una mejora en la calidad del gas de síntesis (H + CO) del producto. La pistola PD fue alimentada con una mezcla de gas natural y oxígeno y operó a una frecuencia de 1 Hz. Como se esperaba, se obtuvo una conversión completa del gas natural en gas de síntesis en la pistola PD con relaciones H/CO y CO/CO iguales a 1.25 y 0.25, independientemente del volumen del reactor. Los desechos líquidos y sólidos fueron gasificados a H, CO y CH en los reactores de flujo. Las relaciones H/CO y CO/CO en estado estacionario en el gas de síntesis producido a partir de aceite de máquina usado fueron 0.8 y 0.5 para el reactor de 100 dm y 0.9 y 0.2 para el reactor de 40 dm, respectivamente, lo que indica la mejora esperada en la calidad del gas de síntesis. Además, la tasa de flujo másica máxima de materia prima en el reactor de 40 dm se incrementó en un factor de más de 4 en comparación con el reactor de 100 dm. Las relaciones H/CO y CO/CO en estado estacionario en el gas de síntesis producido a partir de un lote de peso fijo (2 kg) de aserrín de madera fueron 0.5 y 0.8 para ambos reactores, y el tiempo de gasificación en ambos reactores fue de aproximadamente 5-7 minutos. Las dependencias medidas de H vs. CO y CO vs. CO para el gas de síntesis producido por la conversión a alta temperatura de gas natural y la gasificación a presión atmosférica de desechos orgánicos líquidos/sólidos mediante USS a = 1 Hz mostraron ser casi independientes de la materia prima y del volumen del reactor debido a los altos valores de temperatura de gasificación instantánea local.
Descripción
La tecnología de pistolas de detonación pulsada (PD) se aplicó para la conversión a alta temperatura de gas natural y la gasificación de desechos orgánicos líquidos/sólidos sin oxígeno a presión atmosférica mediante vapor ultra-sobrecalentado (USS) generado por detonación, utilizando dos reactores de flujo de volumen esencialmente diferente: 100 y 40 dm. Los desechos líquidos y sólidos eran aceite de máquina usado y aserrín de madera, con una humedad que variaba del 10 al 30% en peso. Se esperaba que la disminución del volumen del reactor de 100 a 40 dm, manteniendo las demás condiciones iguales, por un lado, no afectara la conversión del gas natural, pero, por otro lado, podría llevar a un aumento en la temperatura de gasificación en el reactor de flujo y, correspondientemente, a una mejora en la calidad del gas de síntesis (H + CO) del producto. La pistola PD fue alimentada con una mezcla de gas natural y oxígeno y operó a una frecuencia de 1 Hz. Como se esperaba, se obtuvo una conversión completa del gas natural en gas de síntesis en la pistola PD con relaciones H/CO y CO/CO iguales a 1.25 y 0.25, independientemente del volumen del reactor. Los desechos líquidos y sólidos fueron gasificados a H, CO y CH en los reactores de flujo. Las relaciones H/CO y CO/CO en estado estacionario en el gas de síntesis producido a partir de aceite de máquina usado fueron 0.8 y 0.5 para el reactor de 100 dm y 0.9 y 0.2 para el reactor de 40 dm, respectivamente, lo que indica la mejora esperada en la calidad del gas de síntesis. Además, la tasa de flujo másica máxima de materia prima en el reactor de 40 dm se incrementó en un factor de más de 4 en comparación con el reactor de 100 dm. Las relaciones H/CO y CO/CO en estado estacionario en el gas de síntesis producido a partir de un lote de peso fijo (2 kg) de aserrín de madera fueron 0.5 y 0.8 para ambos reactores, y el tiempo de gasificación en ambos reactores fue de aproximadamente 5-7 minutos. Las dependencias medidas de H vs. CO y CO vs. CO para el gas de síntesis producido por la conversión a alta temperatura de gas natural y la gasificación a presión atmosférica de desechos orgánicos líquidos/sólidos mediante USS a = 1 Hz mostraron ser casi independientes de la materia prima y del volumen del reactor debido a los altos valores de temperatura de gasificación instantánea local.