Estudio Numérico de la Combustión de Mezclas Metano-Hidrógeno en un Reactor de Medio Poroso Divergente

Abstract

La crisis climática desarrollada a causa del uso indiscriminado de combustibles fósiles ha iniciado un proceso de transición energética. En este contexto, el hidrógeno (H2) verde se perfila como un combustible para el futuro, por lo que es necesario desarrollar tecnologías que permitan introducirlo en la matriz energética, inicialmente mezclado con hidrocarburos como el metano (CH4). Este trabajo busca estudiar el proceso de combustión de mezclas CH4-H2 en un quemador de medio poroso inerte divergente a potencia constante y con frente de reacción estabilizado, mediante el uso de un modelo numérico validado con datos experimentales. Se presentan los campos de temperatura y emisiones obtenidas para adiciones de H2 entre 0 y 30% en la mezcla combustible. Al aumentar la presencia de H2, se obtuvo una disminución en las temperaturas, debido a que se redujo la razón de equivalencia para estabilizar el frente de reacción. Además, las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) se redujeron al aumentar la presencia de H2, mientras que las emisiones de monóxido de carbono (CO) no mostraron una tendencia clara. El espesor del frente de reacción de obtenido para el H2 fue 3 veces mayor al registrado para CH4. A su vez, no se apreciaron cambios en el espesor de reacción de CH4 al añadir H2 en la mezcla combustible.