Estudio cinético químico de la formación de óxidos de nitrógeno en la combustión sin llama de metano

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudia la formación de óxidos de nitrógeno en el proceso de combustión sin llama, caracterizado por usar aire de combustión altamente diluido precalentado a altas temperaturas. El modelo numérico empleado fue una llama de difusión de metano, unidimensional de flujo opuesto. En este estudio las velocidades de generación de los NO x al diluir el oxidante con N 2 y con productos de combustión mostró que los mecanismos térmico y prompt son los mecanismos más relevantes para la formación y consumo de NO. Se encontró que estos mecanismos están relacionados debido a que la reacción de iniciación para la formación de NO (disociación del N 2 molecular) corresponde al mecanismo prompt mientras que el NO se forma principalmente mediante reacciones del mecanismo térmico. Por otro lado, al analizar el equilibrio NO NO2 , se obtienen velocidades de reacción comparables con los mecanismos térmico y prompt, pero la contribución global a la formación de NO es despreciable debido a reacciones de oxidación con radicales HO 2 .

ABSTRACT: The present paper deals with the nitrogen oxides formation in a flameless combustion process characterized for using air highly diluted and preheated at high temperatures. The combustion model used in this study was the onedimensional counterflow methaneair diffusion flame. The NOx production rate analysis showed that the thermal and prompt mechanisms are the most important for the formation and consumption of NO under dilution conditions for the oxidant in N 2 and combustion products. These mechanisms are related since the starting reaction for NO formation (N2 molecular dissociation) belongs to the prompt mechanism while the NO formation is reported mainly for the thermal mechanism reactions. On the other hand, the NO NO2 equilibrium showed that the reaction rates are comparable to that obtained by the thermal and prompt mechanisms, but its global contribution to NO formation are almost insignificant due to the oxidation reaction with radicals HO 2 .