Construyendo un modelo basado en código para describir la producción de gas de síntesis a partir de biomasa
Autores: Brinkmann, Simon; Seyfang, Bernhard C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Construyendo un modelo basado en código para describir la producción de gas de síntesis a partir de biomasa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Energías renovables
Gasificación de biomasa
Modelo de reactor cinético
Simulador de procesos DWSIM
Reactor de lecho fijo
Reactor de lecho fluidizado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Debido al creciente interés en proporcionar y almacenar suficientes energías renovables, la generación de energía a partir de biomasa se está volviendo cada vez más importante. La gasificación de biomasa representa el proceso de convertir biomasa en un gas de síntesis rico en hidrógeno. Se desarrolló un modelo de reactor cinético unidimensional para simular procesos de gasificación de biomasa como una alternativa a experimentos costosos. El modelo presentado se destaca ya que contiene el valor adicional de uso universal con diferentes tipos de biomasa y una aplicación más completa debido a su integración en el simulador de procesos DWSIM. El modelo consiste en balances de masa y energía basados en la cinética de reacciones seleccionadas. Se simulan dos esquemas de reactor diferentes: (1) un reactor de lecho fijo y (2) un reactor de lecho fluidizado. El modo de operación se puede establecer como isoterma o no isoterma. El modelo fue programado utilizando Python e integrado en DWSIM. Dependiendo de los flujos de masa entrantes (biomasa, oxígeno, vapor), tipo de biomasa, tipo de reactor, dimensiones del reactor, temperatura y presión, el modelo predice los flujos de masa de carbón, alquitrán, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano y agua. La comparación con datos experimentales de la literatura valida los resultados obtenidos de nuestro modelo.
Descripción
Debido al creciente interés en proporcionar y almacenar suficientes energías renovables, la generación de energía a partir de biomasa se está volviendo cada vez más importante. La gasificación de biomasa representa el proceso de convertir biomasa en un gas de síntesis rico en hidrógeno. Se desarrolló un modelo de reactor cinético unidimensional para simular procesos de gasificación de biomasa como una alternativa a experimentos costosos. El modelo presentado se destaca ya que contiene el valor adicional de uso universal con diferentes tipos de biomasa y una aplicación más completa debido a su integración en el simulador de procesos DWSIM. El modelo consiste en balances de masa y energía basados en la cinética de reacciones seleccionadas. Se simulan dos esquemas de reactor diferentes: (1) un reactor de lecho fijo y (2) un reactor de lecho fluidizado. El modo de operación se puede establecer como isoterma o no isoterma. El modelo fue programado utilizando Python e integrado en DWSIM. Dependiendo de los flujos de masa entrantes (biomasa, oxígeno, vapor), tipo de biomasa, tipo de reactor, dimensiones del reactor, temperatura y presión, el modelo predice los flujos de masa de carbón, alquitrán, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano y agua. La comparación con datos experimentales de la literatura valida los resultados obtenidos de nuestro modelo.