Análisis de la combustión de metano y una mezcla equimolar metano-syngas en un quemador de combustión estabilizada en la superficie: eficiencia y emisiones contaminantes

• Arrieta, Carlos ^[1] ; Amell, Andrés ^[1] ; Iral, Layrisser ^[1] ; Valencia, Ángel ^[1] ; Cardona, Arley ^[1]
  1. [1] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Ingenius: Revista de Ciencia y Tecnología, ISSN 1390-650X, ISSN-e 1390-860X, Nº. 12, 2014 (Ejemplar dedicado a: julio / diciembre), págs. 46-54
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Analysis of the combustion of methane and an equimolar mixture methane-syngas in a surface-stabilized combustion burner: pollutant efficiency and emissions
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  • español

    El objetivo de este trabajo es evaluar experimentalmente un quemador de combustión estabilizada en la superficie de un medio poroso inerte utilizando gas natural y la adición de syngas al gas natural en proporciones equimolares. Más específicamente, se presenta el efecto de la composición del combustible, la tasa de aireación y la potencia térmica en la eficiencia térmica y las emisiones contaminantes. En este estudio se evaluó un syngas con un alto contenido de hidrógeno, similar a los obtenidos por gasificación de carbón usando la tecnología Sasol/Lurgi y por gasificación de biomasa. Para determinar el efecto de la tasa de aireación (λ), el comportamiento del quemador se analizó a λ = 1.4 y λ = 1.1. Por otro lado, las potencias térmicas evaluadas corresponden a tres valores (1.0, 1.8 y 2.5 kW) que se encuentran en aplicaciones domésticas.Los resultados obtenidos indican que los quemadores de combustión estabilizada en la superficie tienen una gran potencia para permitir la sustitución de CH4 por syngas en proporciones equimolares con eficiencias térmicas que generalmente son mayores que las que se obtienen en un quemador convencional. Sin embargo, se encontró que es necesario que el quemador permita una amplia modulación de la tasa de aireación para una operación óptima. También se halló que las emisiones contaminantes y la eficiencia térmica en un quemador de combustión en la superficie son muy sensibles ante variaciones de la potencia térmica y emisiones contaminantes.

  • English

    The primary objective of this work is to study the combustion of an equimolar mixture of methane and syngas (CH4-SG) in a ceramic surface-stabilized combustion burner. We examine the effects of the fuel composition, the aeration rate and the thermal input on thermal efficiency and pollutant emissions. In this study, we evaluate a syngas with a high hydrogen content that is similar to those obtained by coal gasification using Sasol/Lurgi gasification technology or biomass gasification. To determine the effect of the aeration rate (λ), the burner performance is analyzed at λ = 1.4 and λ = 1.1. The thermal inputs evaluated in this study correspond to three values (1.0, 1.8, and 2.5 kW) found in household appliances.The results for this experimental burner design indicate that the surface-stabilized combustion burner has a large capacity to allow replacement of CH4 to syngas in equimolar proportions with thermal efficiency that are generally higher than those obtained in a conventional burner. However, it was found that it is necessary to have a large modulation of the aeration rate for an optimal performance. We also found that pollutant emissions and thermal efficiency in surfacestabilized combustion burner are very sensitive to changes in the thermal input and emissions.