Características termogravimétricas y cinética de pirolisis de mezcla de carbones

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.n77a03

Palabras clave:

pirolisis, cinética, mezclas de carbón, termogravimetría

Resumen

Las características termogravimétricas y la cinética de la pirolisis de mezclas de carbones se investigaron usando un analizador termogravimétrico con velocidades de calentamiento de 20°C/min desde temperatura ambiente hasta 850°C. Las muestras de carbones originales se obtuvieron de tres regiones colombianas: Valle del Cauca (VAL), Antioquia (ANT) y Cundinamarca (CUN). Las muestras de carbones mezclados (50-50 % p/p) se produjeron a partir de carbones originales de esas tres regiones. Las curvas de pérdida de peso de los carbones obtenidas por termogravimetría (TG) mostraron diferentes tendencias. Esas curvas podrían indicar que los comportamientos durante la pirólisis no fueron similares debido a que las estructuras moleculares de los carbones tienen diferentes enlaces químicos. Además, un análisis cinético se realizó para ajustar los datos de TG. En el análisis, se supuso que una reacción química única describe la pirólisis de carbones originales y mezcla de carbones. Una relación de Sinergia de Energía de Activación (SAER) se defi nió con el fi n de determinar el efecto aditivo entre los carbones y la mezcla de carbones durante la pirólisis. Los resultados obtenidos mostraron que la SAER de la mezcla CUN-VAL está cerca de la unidad, lo que signifi ca que la mezcla tiene un comportamiento aditivo. Sin embargo, el SAER de la mezcla ANT-VAL es inferior a uno, mientras que de la mezcla ANT-CUN es mayor que uno. Esto sugiere que los carbones VAL y CUN podrían tener una reacción no aditiva cuando se mezclan con el carbón ANT. 

|Resumen
= 250 veces | PDF (ENGLISH)
= 196 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Juan Manuel Barraza-Burgos, Universidad del Valle

Ingeniero Químico, M.Sc. Ph.D, Director Escuela de Ingeniería Química. Profesor Titular Escuela de Ingeniería Química. Grupo de Ciencia y Tecnología del Carbón, Facultad de Ingeniería.

Edward Andrés García-Saavedra, Universidad del Valle

Grupo de Ciencia y Tecnología del Carbón, Facultad de Ingeniería.

Deisy Chaves-Sanchez, Universidad del Valle

Laboratorio de Investigación en Multimedia y Visión, Facultad de Ingeniería.

María Patricia Trujillo-Uribe, Universidad del Valle

Laboratorio de Investigación en Multimedia y Visión, Facultad de Ingeniería.

Francisco Javier Velasco-Charria, Universidad del Valle

Grupo de Ciencia y Tecnología del Carbón, Facultad de Ingeniería.

Jaime José Acuña-Polanco, Universidad del Valle

Grupo de Ciencia y Tecnología del Carbón, Facultad de Ingeniería.

Citas

D. Vamvuka, E. Kastanaki and M. Lasithiotakis, “Devolatilization and combustion kinetics of low-rank coal blends from dynamic measurements”, Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 42, no. 20, pp. 4732-4740, 2003.

C. Moon et al., “Thermochemical and combustion behaviors of coals of different ranks and their blends for pulverized-coal combustion”, vol. 54, no. 1, pp. 111-119, 2013.

D. Vargas, D. Chaves, M. Trujillo, J. Pineres and J. Barraza, “Beneficiated coals’ char morphology”, Ingeniería e Investigación, vol. 33, no. 1, pp. 13-17, 2013.

Q. Liu, H. Hu, Q. Zhou, S. Zhu and G. Chen, “Effect of inorganic matter on reactivity and kinetics of coal pyrolysis”, Fuel, vol. 83, no. 6, pp. 713-718, 2004.

O. Senneca, R. Chirone and P. Salatino, “A thermogravimetric study of nonfossil solid fuels. 2. Oxidative pyrolysis and char combustion”, Energy and Fuels, vol. 16, no. 3, pp. 661-668, 2002.

M. Ishaq et al., “Pyrolysis of some whole plastics and plastics-coal mixtures”, Energy Conversion and Management, vol. 47, no. 18-19, pp. 3216-3223, 2006.

B. Shen and Qinlei, “Study on MSW catalytic combustion by TGA”, Energy Conversion and Management, vol. 47, no. 11-12, pp. 1429-1437, 2006.

A. Bhagavatula, G. Huffman, N. Shah and R. Honaker, “Evaluation of thermal evolution profiles and estimation of kinetic parameters for pyrolysis of coal/corn stover blends using thermogravimetric analysis”, Journal of Fuels, vol. 2014, pp. 1-12, 2014.

M. Kök, E. Özbas, C. Hicyilmaz and O. Karacan, “Effect of particle size on the thermal and combustion properties of coal”, Thermochimica Acta, vol. 302, no. 1-2, pp. 125-130, 1997.

M. Kök, E. Özbas, O. Karacan and C. Hicyilmaz, “Effect of particle size on coal pyrolysis”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 45, no. 2, pp. 103-110, 1998.

M. Lázaro, R. Moliner and I. Suelves, “Non-isothermal versus isothermal technique to evaluate kinetic parameters of coal pyrolysis”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 47, no. 2, pp. 111-125, 1998.

N. Russell, T. Beeley, C. Man, J. Gibbins and J. Williamson, “Development of TG measurements of intrinsic char combustion reactivity for industrial and research purposes”, Fuel Processing Technology, vol. 57, no. 2, pp. 113-130, 1998.

A. Arenillas, F. Rubiera, C. Pevida and J. Pis, “A comparison of different methods for predicting coal devolatilisation kinetics”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 58-59, pp. 685-701, 2001.

G. Puente, G. Marbán, E. Fuente and J. Pis, “Modelling of volatile product evolution in coal pyrolysis. The role of aerial oxidation”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 44, no. 2, pp. 205-218, 1998.

J. Zhou, Y. Wang, Q. Huang and J. Cai, “Thermogravimetric characteristics and kinetic of plastic and biomass blends co-pyrolysis”, Fuel Processing Technology, vol. 87, no. 11, pp. 963-969, 2006.

M. Seo, S. Kim, S. Lee and J. Lee, “Pyrolysis characteristics of coal and RDF blends in nonisothermal and isothermal conditions”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 88, no. 2, pp. 160- 167, 2010.

L. Zhou, T. Luo and Q. Huang, “Co-pyrolysis characteristics and kinetics of coal and plastic blends”, Energy Conversion and Management, vol. 50, no. 3, pp. 705-710, 2009.

L. Vivero, C. Barriocanal, R. Álvarez and M. Díez, “Effects of plastic wastes on coal pyrolysis behaviour and the structure of semicokes”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 74, no. 1-2, pp. 327-336, 2005.

E. Biagini, F. Lippi, L. Petarca and L. Tognotti, “Devolatilization rate of biomasses and coal–biomass blends: an experimental investigation”, Fuel, vol. 81, no. 8, pp. 1041-1050, 2002.

R. Lyon, “An integral method of nonisothermal kinetic analysis”, Thermochimica Acta, vol. 297, no. 1-2, pp. 117-124, 1997.

S. Badzioch and P. Hawksley, “Kinetics of thermal decomposition of pulverized coal particles”, Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, vol. 9, no. 4, pp. 521-530, 1970.

Descargas

Publicado

2015-12-14

Cómo citar

Barraza-Burgos, J. M., García-Saavedra, E. A., Chaves-Sanchez, D., Trujillo-Uribe, M. P., Velasco-Charria, F. J., & Acuña-Polanco, J. J. (2015). Características termogravimétricas y cinética de pirolisis de mezcla de carbones. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (77), 17–24. https://doi.org/10.17533/udea.redin.n77a03