Modelado del transporte de masa y energía en las partículas de un transportador de oxígeno basado en cobre: Aplicación para chemical looping combustión

Abstract

Resumen: Se derivó un modelo matemático que describe la conversión y el perfil de temperatura en el tiempo de una partícula de transportador de oxígeno basado en cobre. Se sintetizó seis transportadores de oxígeno por impregnación húmeda y por impregnación a humedad incipiente, lo cuales se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), Espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDX), área superficial (BET), porosimetría y difracción de rayos X (DRX). Además, se calculó por termogravimetría los parámetros cinéticos de dos de los materiales preparados. Se encontró que los transportadores preparados por impregnación húmeda poseen una mayor área superficial y los sintetizados por impregnación a humedad incipiente requieren menor cantidad de solución precursora para lograr una composición determinada. El modelo que se desarrolló mostró mejor ajuste a las curvas experimentales comparado con el modelo clásico de tamaño de grano decreciente.

Abstract: A mathematical model that describes the conversion and the temperature profile trough time of a copper oxygen-carrier particle was developed. Six different oxygen carriers were synthetized using the wet-impregnation and the incipient impregnation techniques. All oxygen-carriers were characterized with scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X ray spectroscopy (EDX), BET superficial area, porosimetry and x ray diffraction (XRD). Kinetic parameters from two of the synthetized materials were calculated by thermogravimetry. The oxygen-carriers synthetized by wet-impregnation had a greater superficial area and the ones synthetized by incipient impregnation required less precursor solution to accomplish de desired composition. The developed model presented a better adjustment to the experimental data than the classic changing grain size model.