Modelado de un reactor de gasificación y validación frente a datos experimentales - Marín Trujillo, Fanny Ingrid (Universidad Autónoma Metropolitana, 2018)
En esta tesis se desarrolla un esquema de modelado de orden reducido con énfasis en aspectos fundamentales de cinética, transporte y dinámica para reactores tubulares de gasificación de biomasa, en la cual se desarrollan los siguientes aspectos: (i) se caracterizó la estequiometría de la red cinética multi-componente y multi-reacción, (ii) se identificaron y cuantificaron lo stiempos característicos y números adimensionales, (iii) se propuso una simplificación del modelo de transporte de calor conductivo-radiativo (iv) se hace una validación del modelo frente a datos experimentales. El problema se abordó con modelado por etapas, teoría de redes de reacción químicas, ingeniería de reactores tubulares y simulación numérica frente a datos experimentales existentes. Los resultados del presente trabajo se enlistan a continuación: (i) se identificó y corrió la estequiometria para el esquema cinético de caso de estudio (que cuenta con 9 componentes (incluyendo alquitranes) y 11 reacciones químicas). Por otro lado, se encontró que cuenta con 6 reacciones linealmente independientes y tres balances de masa globales, los cuales no se encuentran reportados en la literatura, además se formalizo el método para hacerlo de una manera sistemática para cualquier reactor. (ii) Se identificaron y cuantificaron 18 tiempos característicos agrupados en tres escalas, así como 15 números adimensionales y con esto se ratificó las hipótesis de estado cuasi estacionario para los componentes en fase gas, equilibrio térmico entre las fases y se planteó la posibilidad de hacer simplificaciones adicionales. (iii) Se comprobó que la radiación se describe adecuadamente con modelo de radiación paralela a la dispersión. (iv) Se describieron datos experimentales de estado estacionario de ignición para el reactor a escala piloto con una exactitud aproximada del 90%.