Efecto de la presión y configuración de suministro en la eficiencia de mezclado mediante el efecto Venturi para mezclas CO2/H2-CH4/H2 en el proceso Power-To-Gas : análisis CFD

Artículos de investigación
Camilo Echeverri-Uribe

Universidad de Antioquia

Cristian Camilo Mejía Botero

Universidad de Antioquia

Jhon Jairo Ditta Granados

Universidad de La Guajira

Andrés Adolfo Amell Arrieta

Universidad de Antioquia

Introducción: El presente artículo es uno de los resultados del proyecto “Desarrollo de un sistema “power to gas” (PTG) en el contexto de las fuentes de energía renovables y convencionales disponible en la Guajira” este fue desarrollado por La Universidad de Antioquia y la universidad de La Guajira durante el 2019-2023.

Problema: La eficiencia y uniformidad de la mezcla de gases en aplicaciones Power-to-Gas se ven afectadas por variaciones de presión y configuraciones de suministro. Objetivo: Evaluar la influencia de variaciones de presión y configuraciones de suministro en la eficiencia del proceso de mezcla Venturi, utilizando indicadores como el Z-factor y el coeficiente de variación (CoV).

Metodología: Se emplearon simulaciones numéricas para cuatro configuraciones de mezcladores. Para mezclas CO2/H2, se trabajó a 1 bar (caso i) y 4 bar (caso ii); para mezclas CH4/H2, a 3 bar (caso i) y 35 bar (caso ii).

Resultados: A medida que la presión del gas de entrada aumenta, la uniformidad disminuye para ambas mezclas. La introducción horizontal de H2 mejora la uniformidad de CO2/H2, mientras que la alimentación vertical beneficia la mezcla CH4/H2. El mezclador reduce el CoV un 80% en promedio para CO2/H2. En mezclas CH4/H2 a 3 bares, hay reducciones del 60%; a 35 bares aumentan un 56%.

Conclusión: Presión y configuración de suministro influyen en el proceso de mezclado, destacando la importancia de considerar estos factores en aplicaciones Power-to-Gas.

Originalidad: Se explora el proceso de mezclado Venturi en mezclas específicas de gases para aplicaciones Power-to-Gas.

Limitaciones: las condiciones y configuraciones estudiadas pueden no cubrir todos los escenarios posibles en aplicaciones Power-to-Gas.

Palabras clave: Mezclador de Gas Tipo Venturi, Estudio CFD , Rendimiento de Mezcla, Power-to-Gas, Hidrógeno
Publicado
2024-01-10
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Cómo citar

[1]
C. Echeverri Uribe, C. C. Mejía Botero, J. J. Ditta Granados, and A. A. Amell Arrieta, “Efecto de la presión y configuración de suministro en la eficiencia de mezclado mediante el efecto Venturi para mezclas CO2/H2-CH4/H2 en el proceso Power-To-Gas: análisis CFD”, ing. Solidar, vol. 20, no. 1, pp. 1–29, Jan. 2024, doi: 10.16925/2357-6014.2024.01.09.
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https://plu.mx/plum/a/?doi=10.16925/2357-6014.2024.01.09