Análisis del equilibrio termodinámico en procesos de reformado de metano con vapor, CO2 y O2

Abstract

Se realizó un análisis del equilibrio químico para el reformado de CH4 con CO2, H2O y O2, incluyendo 11 reacciones posibles. Las composiciones de equilibrio fueron calculadas usando el modelo de minimización de la energía libre de Gibbs del simulador comercial Simcsi PRO/II. El análisis fue realizado a la relación molar CH 4/O2=2, variando las relaciones CH4/CO2 y CH4/H2O de la alimentación, para determinar los cambios de la conversión y relación H2/CO entre 600 y 1000 °C. La conversión de CH 4 y CO2 aumenta al aumentar la temperatura, la conversión de H2O presento un máximo a una temperatura definida. El efecto de la composición de la mezcla inicial es más notable a menor temperatura, particularmente para la conversión de CO2 y la conversión de H 2O. Es posible lograr 100% de conversión de CH4, y máximos de 61% de conversión de CO2 para el sistema sin H2O, y 25% de conversión de H2O en el sistema sin CO2. La relación H2/CO disminuye al aumentar la temperatura, con valores mayores para los sistemas con mayor proporción de agua alimentada. La validación del modelo con datos reportados en la literatura produce desviaciones menores a 5% y provee los máximos valores de conversión esperados.