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Análisis Térmico de Reformador de Metano por Plasma Frío

Autores: Sobhansarbandi, Sarvenaz; Maharjan, Lizon; Fahimi, Babak; Hassanipour, Fatemeh

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Análisis Térmico de Reformador de Metano por Plasma Frío


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Metano
Gas de síntesis
Reformado por plasma
3D-GAVR
Modelado CFD
Producción de hidrógeno

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Uno de los métodos más importantes de utilización del metano es la conversión a gas de síntesis (syngas). Sin embargo, las formas convencionales de reformar metano suelen requerir temperaturas muy altas, por lo que el reformado de metano mediante plasma no térmico (no en equilibrio) es una alternativa atractiva. En este estudio, se investigó un nuevo reformador basado en plasma llamado Reformador de Vórtice de Arco Deslizante 3D (3D-GAVR) para la oxidación parcial del metano para producir syngas. La entrada tangencial crea un vórtice en la zona de plasma y un plasma expandido reside en toda el área entre los dos electrodos. Usando este método, los resultados experimentales muestran que se puede producir hidrógeno por tan solo $ 4.45 por kg con caudales de alrededor de 1 L por minuto. El porcentaje máximo de conversión de metano que se logra con esta tecnología es de hasta 62.38%. Además, se lleva a cabo un modelado de dinámica de fluidos computacional (CFD) para una cámara de reformador de plasma frío llamada reactor de arco deslizante de flujo de vórtice inverso (RVF-GA) para investigar los efectos de la geometría y la configuración en el rendimiento del reformador. En este reformador modificado, se añade un puerto de entrada de aire axial en la parte superior del recipiente de reacción, mientras que los reactivos premezclados pueden entrar en la zona de reacción cilíndrica a través de chorros tangenciales. Los resultados de CFD muestran que se puede crear un esquema de flujo de vórtice inverso (RVF) que tiene una rotación exterior en espiral junto con un área de baja presión en su centro con algún componente de flujo axial. El flujo de vórtice inverso utiliza la temperatura uniforme y la distribución de flujo de calor dentro del cilindro, y mejora las mezclas de gas, lo que lleva a la aceleración de la reacción química y la tasa de producción de hidrógeno.

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