Modelo Euleriano-Lagrangiano del proceso de gasificación en lecho fluidizado

Resumen

Introducción: En procesos de gasificación en lecho fluidizado, es importante evaluar el comportamiento de parámetros de presión, temperatura, composición de gas, características del material a gasificar, flujo de oxidante, entre otros, para llevar a cabo esta evaluación rápidamente, el uso del modelado mediante dinámica de fluidos computacional es una de las herramientas más poderosas. Las fases sólida y gaseosa de la gasificación pueden estimarse mediante el uso un modelo Lagrangiano y Euleriano respectivamente.

Objetivo: Desarrollar un modelo mediante el uso de la dinámica de fluidos computacional para la evaluar el comportamiento del proceso de gasificación en lecho fluidizado.

Metodología: A partir de la revisión de la literatura, se seleccionó la geometría del reactor a modelar, las condiciones de operación y el material a gasificar. Se describe detalladamente el modelo desarrollado con el software STAR CCM+, las ecuaciones que rigen el comportamiento del proceso, los estudios de independencia de malla y tiempo entre otros parámetros de interés.

Resultados: Se validó el modelo desarrollado con datos reportados en la literatura mediante comparación directa de las concentraciones del gas obtenido cuando se utilizó aire como agente oxidante, así mismo, se muestra la concentración del gas obtenido a lo largo del reactor para tiempos de interés.

Conclusiones: A partir de los resultados obtenidos, se logró una buena aproximación con lo reportado en la literatura, lo que permite evidenciar la validez del modelo desarrollado. Los submodelos utilizados en este trabajo difieren de los reportados por [1], por lo que se obtiene algunas diferencias en las fracciones molares de las especies obtenidas, no obstante el modelo predice adecuadamente el comportamiento del proceso.