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Lodo de carbón

La lechada de carbón es una mezcla de sólidos ( carbón extraído o desechos de carbón ) y líquidos (agua u orgánicos) [1] producidos por una planta de preparación de carbón .

Preparación

Para transformar las cenizas de carbón en una suspensión , el carbón se separa de los componentes no combustibles y también se puede fraccionar por tamaño de partícula. La lechada de carbón se puede transferir mediante tuberías o con bombas especializadas, como una bomba de cavidad progresiva, para bombear la lechada de carbón altamente abrasiva, corrosiva y viscosa. [2] Cada año se extraen más de 7 mil millones de toneladas de carbón (2010), utilizando aproximadamente 200 litros de agua por tonelada. [3] Sin embargo, la cantidad de agua necesaria depende de las características de la superficie del carbón que se utiliza. La mayoría de las lechadas de carbón requieren la adición de un tensioactivo para reducir la viscosidad y, por tanto, reducir la tensión en tuberías y bombas. [4]

Estudios recientes han empleado nuevos métodos de preparación de lechada, como el uso de irradiación ultrasónica y una mezcla de tensioactivos naturales y sintéticos para mejorar la estabilidad y las propiedades reológicas de la lechada de carbón. [5] [6]

Preocupaciones ambientales

Un derrame de lodo de carbón ocurrido en 2014 en un río en Patriot Coal, Virginia Occidental. Se ha creado un embalse de paja al otro lado del río para intentar contener el derrame. [7]

Idealmente, la lechada de carbón se compone únicamente de carbón triturado y agua, que se pueden separar de manera eficiente. En la práctica, la separación es significativamente costosa debido a las grandes cantidades de agua necesarias y aguas residuales generadas por el proceso. [8] Además, el lodo se compone también de polvo de carbón muy fino que da como resultado un residuo llamado aguas negras . Como las aguas negras no pueden ser purificadas por una planta de tratamiento de agua , [9] se almacenan en grandes estanques de embalse. Estos estanques son susceptibles a emisiones desastrosas, como la inundación de Buffalo Creek en 1972 o el derrame de lodo de carbón del condado de Martin en 2000, que liberó más de 250 millones de galones de lodo de carbón. [10] La lechada de carbón puede contener sustancias químicas peligrosas como arsénico y mercurio y puede matar la vida silvestre acuática, como fue el caso en el derrame del condado de Martin. [11] Estos desechos líquidos incautados a veces pueden sumar miles de millones de galones [12] en una sola instalación.

El alcance de las aplicaciones de lodos de carbón.

Hasta la fecha, se reconoce que los combustibles en suspensión de carbón tienen una baja densidad de energía y, por lo tanto, sólo pueden quemarse con éxito en motores de alta compresión, como las centrales eléctricas de turbinas de gas o diésel (motores grandes con requisitos de baja densidad de energía). Otros sistemas de motores incluyen motores diésel de baja velocidad y turbinas utilizadas como centrales eléctricas para el transporte marítimo y la producción de electricidad estacionaria. [13]

Sin embargo, en el mercado de la combustión, para centrales eléctricas pequeñas y medianas que oscilan entre 20 kW y 5 MW, la utilización de CS requerirá una modernización de las calderas. [14]

Otras aplicaciones encontradas para estos lodos se encuentran en sistemas como calderas, gasificadores y motores estacionarios con requisitos específicos divididos en dos áreas principales: química y física, como se muestra en la siguiente tabla.

Ver también

Referencias

  1. ^ Shin, Yu-Jen; Shen, Yun-Hwei (1 de junio de 2007). "Preparación de lechada de carbón con disolventes orgánicos". Quimiosfera . 68 (2): 389–393. Código Bib : 2007Chmsp..68..389S. doi : 10.1016/j.chemosphere.2006.12.049. ISSN  0045-6535. PMID  17276487.
  2. ^ Administrador. "La transferencia de lodo de carbón es sencilla". www.globalpumps.com.au . Consultado el 11 de abril de 2019 .
  3. ^ El manual del carbón: hacia una producción más limpia. Volúmen 1; Producción de carbón . Osborne, DG Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. 2013. ISBN 9780857097309. OCLC  875224821.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )
  4. ^ Guo, D (1 de febrero de 1998). "Comportamiento reológico de lodos multifásicos de petróleo pesado, carbón y agua a base de petróleo". Combustible . 77 (3): 209–210. doi :10.1016/s0016-2361(97)00172-5. ISSN  0016-2361.
  5. ^ Das, Debadutta; Dash, Uma; Meher, Jibardhan; Misra, Pramila K. (1 de septiembre de 2013). "Mejora de la estabilidad de la suspensión concentrada de carbón y agua utilizando una mezcla de tensioactivos naturales y sintéticos". Tecnología de procesamiento de combustible . 113 : 41–51. doi :10.1016/j.fuproc.2013.02.021.
  6. ^ Guo, Zhaobing; Feng, Ruo; Zheng, Youfei; Fu, Xiaoru (1 de julio de 2007). "Mejora de las propiedades de la lechada de agua de carbón mediante el uso combinado de nuevos aditivos e irradiación ultrasónica". Sonoquímica Ultrasónica . 14 (5): 583–588. doi :10.1016/j.ultsonch.2006.12.001. ISSN  1350-4177. PMID  17236802.
  7. ^ Conlon, Kevin (12 de febrero de 2014). "Funcionarios: el derrame de lodo de carbón ennegrece 6 millas del arroyo de Virginia Occidental". CNN . Consultado el 2 de mayo de 2017 .
  8. ^ Andrews, Graham F. y Karl S. Noah. "El proceso de beneficio del carbón con columna de lechada". Tecnología de procesamiento de combustible 52.1-3 (1997): 247-66. Imprimir.
  9. ^ Shiao-Hung Chiang y James T. Cobb "Procesos de conversión, limpieza y desulfuración del carbón" en Enciclopedia Kirk-othmer de tecnología química Wiley-VCH, 2000. doi:10.1002/0471238961.0312050103080901.a01
  10. ^ Kilborn, Peter T. "Un torrente de lodo enturbia el futuro de una ciudad". Los New York Times . The New York Times, 25 de diciembre de 2000. Web. 25 de abril de 2019.
  11. ^ Leung, Rebeca. "¿Un encubrimiento tóxico?" Noticias CBS. CBS Interactive, 1 de abril de 2004. Web. 25 de abril de 2019.
  12. ^ "Embarcamientos de lodos de carbón, Virginia Occidental". NASA. NASA, 18 de marzo de 2006. Consultado el 10 de abril de 2019.
  13. ^ Gary K Ellem (12 de diciembre de 2023). "UN NUEVO CONCEPTO DE PRODUCCIÓN DE BICOMBUSTIBLE LÍQUIDO DE 2ª GENERACIÓN UTILIZANDO CARBÓN DE BIOMASA". Chemeca 2010: Ingeniería al borde; 26 a 29 de septiembre de 2010, Hilton Adelaide, Australia del Sur .
  14. ^ Bridgewater, AV; Grassi, G. (6 de diciembre de 2012). Mejora y utilización de líquidos de pirólisis de biomasa. Medios de ciencia y negocios de Springer. ISBN 978-94-011-3844-4.
  15. ^ ab Abdullah, Hanisom; Mourant, Daniel; Li, Chun-Zhu; Wu, Hongwei (21 de octubre de 2010). "Bioslurry como combustible. 3. Combustible y propiedades reológicas de biolurry preparado a partir de bioaceite y biocarbón de pirólisis rápida de biomasa Mallee". Energía y combustibles . 24 (10): 5669–5676. doi :10.1021/ef1008117. ISSN  0887-0624.

enlaces externos

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