Combustión catalítica de metano en reactores con inversión periódica de flujodiseño operación y simulación

Zusammenfassung

La Tesis tiene como objetivo el estudio del tratamiento de emisiones gaseosas con bajo contenido en hidrocarburos por combustión catalítica. Dentro de los hidrocarburos gaseosos, destacan en cuando a demanda de tratamientos los compuestos orgánicos volátiles (precursores de ozono troposférico) y el metano (segundo gas más importante en la generación de efecto invernadero antropogénico), existiendo para ambos legislaciones más restrictivas que entrarán en vigor en los próximos años en la Unión Europea. Para los resultados del trabajo se ha tomado el metano como compuesto modelo por ser el que tiene un mayor volumen de emisiones y por ser también el más refractario a la combustión catalítica es una de las que cuenta con un mayor número de ventajas, que se ven acrecentadas cuando se adoptan configuraciones que permiten aumentar la eficacia energética, aspecto muy importante en los costes de operación y en el impacto ambiental de estos procesos. Es el caso de los sistemas regenerativos, dentro de los que los reactores catalíticos con inversión periódica de flujo (RCIPF) constituyen una atractiva alternativa. En la Tesis se estudia la combustión de mezclas diluidas de metano en RCIPF, con el objetivo de contribuir al avance en el conocimiento de estos sistemas. Para ello se han abordado algunos aspectos inéditos o escasamente tratados en la bibliografía previa. En primer lugar, se ha diseñado y construido un reactor de investigación dotado de un sistema de control de temperatura que permite realizar la compensación dinámica de las pérdidas de calor, salvando las limitaciones clásicas de los equipos de investigación para conseguir un comportamiento adiabático. En segundo lugar, se plantea un modelo heterogéneo unidimensional en estado no estacioanrio que tiene en cuenta el efecto de la interacción térmica entre el lecho y la pared del reactor y que se resuelve a través de un programa Fortran que utiliza l