TAZ-TFM-2010-019


Interacción de NH3 y HCN con NO en condiciones de oxi-combustión

Gracia Marín, Manuel
Alzueta Anía, María U. (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2010
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Tecnologías del Medio Ambiente area

Máster Universitario en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio Ambiente

Abstract: En el contexto energético y medioambiental actual, la captura y almacenamiento de CO2 surge como la única manera de seguir produciendo energía a partir de combustibles fósiles sin emitir CO2 a la atmósfera. Entre las distintas opciones de captura, la oxi-combustión es una buena opción debido a que en ella se produce una corriente del 95-98% de CO2. En esta técnica, el combustible se quema con O2 puro en lugar de aire junto con parte de los gases de salida que se recirculan para diluir el oxígeno. Otros contaminantes producidos en los procesos de combustión como por ejemplo los NOx deberán ser eliminados y/o producidos en menor medida antes de que el CO2 sea capturado. El proceso de reburning es una técnica que ha sido empleada desde los años 90 para reducir la cantidad de NOx producidos en combustión tradicional con aire. Una etapa clave en el proceso es la oxidación de HCN y NH3 en presencia de NO en atmósfera de CO2, y dado que apenas existen estudios al respecto, el objetivo del presente PFM es estudiar la oxidación de HCN y NH3 en condiciones de oxi-combustión. El trabajo se ha realizado tanto experimentalmente como mediante simulación con un modelo cinético. El estudio experimental se ha llevado a cabo en un reactor de flujo pistón isotermo a presión atmosférica, estudiándose variables clave como temperatura (600-1.150 °C), concentración de oxígeno (250-3.500 ppm de O2), que representan valores de estequiometría entre ?= 0,2 y 2, y presencia y concentración de NO. Además, en el caso del NH3 se ha estudiado la influencia de la atmósfera (CO2-N2) debido a la ausencia de un estudio similar. Los resultados experimentales se han comparado con un modelo de cinética química utilizando el software de simulación CHEMKIN-PRO. Los resultados obtenidos indican que la oxidación de NH3 sin NO se ve desfavorecida en atmósfera de CO2 con respecto a atmósfera de N2 en todas las estequiometrías estudiadas. La influencia de la concentración de oxígeno es mayor en atmósfera de N2 que en CO2. La formación de NO está favorecida en atmósfera de N2 debido a la reacción N2 + H2O <--> NO + NH2. La presencia de NO acelera la oxidación de NH3 en todas las concentraciones de oxígeno estudiadas. La mayor reducción de NO por NH3 se alcanza para condiciones oxidantes. La presencia de NO inhibe la oxidación de HCN hasta las temperaturas 1.050-1.150 °C para todas las estequiometrías estudiadas. A partir de dicha temperatura, la oxidación de HCN es independiente de la presencia de NO y se obtienen valores similares de conversión de HCN. La reducción de NO es mayor cuanto más oxidantes son las condiciones. En cuanto a la simulación de los experimentos, el modelo es capaz de predecir correctamente tanto la oxidación de HCN y la reducción de NO como la formación de N2O. Sin embargo, el modelo no es capaz de predecir correctamente la oxidación de NH3 en atmósfera de CO2 y/o N2 ni tampoco en ausencia y/o presencia de NO.


Free keyword(s): oxicombustión ; reburning ; oxidación de HCN ; oxidación de NH3
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

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