Estudio del efecto de la adición de hidrógeno en las propiedades de combustión de biogas en sistemas de premezcla atmosféricos

Abstract

En el presente trabajo se busca estudiar el efecto de la adición de hidrógeno en la combustión de premezcla de biogás en porcentajes controlados de 5%, 10% y 15%, en las propiedades de combustión de este último. Se determinaron las propiedades de combustión para un biogás simulado (60% CH4, 40% CO2) y posteriormente se determinaron para las mezclas biogáshidrógeno con porcentajes de adición de hidrógeno de 5% (57% CH4, 38% CO2, 5% H2), 10% (54% CH4, 36% CO2, 10% H2), y 15% (51% CH4, 34% CO2, 15% H2) respectivamente. Las propiedades estudiadas fueron las relacionadas con el volumen y Masa de Aire requeridos, Volumen y Masa de Humos Secos y Húmedos, el Poder Calorífico Inferior (PCI) y Superior (PCS) y los Límites de Inflamabilidad Inferior (LII) y Superior (LSI). Los resultados obtenidos muestran que la adición de hidrógeno en la combustión de biogás permite obtener propiedades de combustión cercanas a las del gas natural o GLP, amplía el rango de los límites de inflamabilidad y aumenta el poder calorífico de la mezcla combustible, permitiendo una mayor intercambiabilidad entre biogás y gas natural o GLP en sistemas de combustión de combustibles gaseosos debido al aumento del índice de Wobbe, parámetro utilizado para determinar la intercambiabilidad de combustible gaseosos. Igualmente, mediante la utilización del software de simulación de cinética química CHEMKIN 2.0 y su rutina PREMIX, se evaluó la velocidad de deflagración laminar de las mezclas estudiadas y los perfiles de temperatura para determinar la estructura de llamas de las mezclas bajo mecanismos cinéticos reducidos y completos (GRIMECH 2.11 y 3.0), parametrizados de acuerdo a diferentes factores de aireación