Análisis numérico y teórico de las variables que afectan el proceso de metanación para un sistema Power to Gas (PtG)

Abstract

RESUMEN: La mayor parte del metano utilizado industrialmente proviene de los recursos de gas natural fósil. Sin embargo, el cambio climático hizo que los gastos de investigación relacionados con la producción catalítica y biológica de metano a partir de gases ricos en dióxido de carbono (metanación) aumentaran en los últimos años. (Rönsch et al., 2016). Se hace de gran importancia el trabajo sobre investigación de los procesos y recursos utilizados para lograr la producción de este combustible, por lo que se realizaron una serie de simulaciones en tres diferentes softwares (Chemkin, ANSYS Fluent y Aspen Plus), con los que se obtuvo información del comportamiento de la reacción con la temperatura, presión y relación de alimentación (H2/CO2), teniendo en cuenta el cambio de geometría en un reactor de lecho fijo y analizando el mejor mecanismo de reacción (ley de potencia para ANSYS Fluent y Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson para el desarrollo en Aspen Plus); consiguiendo de esta forma que el proceso se viera favorecido por bajas temperaturas (teniendo 450 °C como temperatura óptima), un bar, una relación H2/CO2 igual a 4 y alta relación L/D; puesto que con estos se hace más simple el control de temperatura, obteniendo así, una mayor selectividad del metano, alta conversión para el hidrógeno y la mejor eficiencia térmica.