Comparison of combustion properties of simulated biogas and methane

Abstract

ABSTRACT: The utilization of new renewable energy sources has been of special interest during the past years, seeking to decrease our dependence on fossil fuels and the corresponding environmental impact derived from their use.

The combustion properties of a simulated gas composed of 60% methane and 40% carbon dioxide in volume are determined in this paper by means of calculation algorithms developed by the GASURE team, comparing them to pure methane properties. Furthermore, the effect of these properties on premixed flame characteristic phenomena is demonstrated. These properties were determined by theoretical estimations. The characteristic phenomena (laminar deflagration velocity, flame structure, radiation pattern) are determined experimentally. Results show a high effect of carbon dioxide in the combustion properties and characteristic parameters of a biogas premixed flame such as laminar deflagration velocity, flame structure and gas-methane exchangeability problems. The difference regarding flame structure and combustion properties lead to a difference in radiation pattern of the gases studied.

RESUMEN: La utilización de nuevas fuentes de energía renovables ha tenido especial interés en los últimos años buscando disminuir la dependencia de los combustibles fósiles y el impacto ambiental que ellos generan. En este trabajo se determinan las propiedades de combustión de un biogas simulado, compuesto por metano en un 60% y dióxido de carbono en un 40% en volumen, por medio de algoritmos de cálculo desarrollados por el Grupo GASURE y se comparan con las del metano puro. Igualmente se muestra el efecto de estas propiedades en los fenómenos característicos de una llama de premezcla. La determinación de estas propiedades se realizaron mediante estimaciones teóricas y los fenómenos característicos (velocidad de deflagración laminar, estructura de llama, patrón de radiación) se determinaron experimentalmente. Los resultados muestran un gran efecto del dióxido de carbono en las propiedades de combustión y los parámetros característicos de una llama de premezcla de biogas como la velocidad de deflagración laminar, la estructura de llama y problemas de intercambiabilidad entre este gas y el metano. La diferencia en la estructura de llama y las propiedades de combustión conllevan a una diferencia en el patrón de radiación de los gases estudiados.