Cinética de la combustión sin llama de gas natural sobre CaOMgO | Kinetics of natural gas flameless combustion over CaO/MgO

RESUMEN: Se investigó la combustión sin llama de gas natural con aire en lecho fijo de CaO/MgO en un reactor diferencial sin limitaciones difusionales, con el fin de obtener los parámetros cinéticos. El orden de reacción respecto al metano se determinó para concentraciones entre 1.5 y 3.0% v/v en mezclas aire-gas natural con oxígeno 100% exceso. Para hallar el orden de reacción respecto al oxígeno, se varió su concentración entre 6.0 y 9.0 % v/v con 3.0% v/v de metano. La energía de activación y el factor pre-exponencial se determinaron con temperaturas entre 612.5 y 650ºC. Se obtuvo cinética tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson, órdenes de reacción uno respecto al metano y cero para el oxígeno, energía de activación 136.64 kJ/mol y factor pre-exponencial global 15946 mol/g min. Los resultados son útiles para diseñar sistemas de combustión de gas natural y depuradores de emisiones gaseosas que contengan metano.

ABSTRACT: Flameless natural gas combustion with air in a CaO/MgO packed bed, operated as a differential reactor without diffusional limitations, was studied, in order to get kinetic parameters. Methane reaction order with concentrations between 1.5 and 3.0% v/v was determined using air-natural gas mixtures with 100% excess oxygen. In order to get the reaction order for oxygen, its concentration was varied between 6.0 and 9.0% v/v while methane was 3.0% v/v. Activation energy and pre-exponential factor were determined for the temperature range 612.5 to 650ºC. Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson type kinetics was obtained, reaction orders were one for methane and zero for oxygen, activation energy 136.64 kJ/mol and pre-exponential factor 15946 mol/g min. Results are useful in equipment design for natural gas combustion and for treating gaseous emissions containing methane.

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