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Lodo de carbón

La suspensión de carbón es una mezcla de sólidos ( carbón extraído o desechos de carbón ) y líquidos (agua u materia orgánica) [1] producida 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 suspensión de carbón se puede transferir por tuberías o con bombas especializadas, como una bomba de cavidad progresiva para bombear la suspensión de carbón altamente abrasiva, corrosiva y viscosa. [2] Se extraen más de 7 mil millones de toneladas de carbón por año (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 suspensiones de carbón requieren la adición de un surfactante para reducir la viscosidad, es decir, reducir la tensión en las tuberías y bombas. [4]

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

Preocupaciones medioambientales

Derrame de lodo de carbón en un río en Patriot Coal, Virginia Occidental, en 2014. Se ha creado un embalse de paja a lo largo del río para intentar contener el derrame. [7]

Idealmente, el lodo de carbón consiste únicamente en 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 las aguas residuales generadas por el proceso. [8] Además, el lodo también consta de polvo de carbón muy fino que da como resultado un residuo llamado agua negra . Como el agua negra no puede purificarse mediante una planta de tratamiento de agua , [9] se almacena en grandes estanques de embalse. Estos estanques son susceptibles a liberaciones desastrosas, como la inundación de Buffalo Creek de 1972 o el derrame de lodo de carbón del condado de Martin de 2000, que liberó más de 250 millones de galones de lodo de carbón. [10] El lodo de carbón puede contener sustancias químicas peligrosas como arsénico y mercurio y puede matar la vida silvestre acuática, como fue el caso del derrame del condado de Martin. [11] Estos desechos líquidos embalsados ​​​​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 de pulpa de carbón tienen una baja densidad energética y, por lo tanto, solo se pueden quemar con éxito en motores de alta compresión, como las centrales eléctricas de turbinas de gas o diésel (motores grandes con requisitos de baja densidad energética). Otros sistemas de motores incluyen motores diésel de baja velocidad y turbinas utilizadas como centrales eléctricas para la producción de electricidad estacionaria y de transporte marítimo. [13] Sin embargo, en el mercado de la combustión, para las centrales eléctricas pequeñas y medianas que van desde 20 kW (27 hp) a 5 MW (6700 hp), la utilización de CS requerirá la modernización de la caldera. [14]

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

Véase también

Referencias

  1. ^ Shin, Yu-Jen; Shen, Yun-Hwei (1 de junio de 2007). "Preparación de lodos de carbón con disolventes orgánicos". Chemosphere . 68 (2): 389–393. Bibcode :2007Chmsp..68..389S. doi :10.1016/j.chemosphere.2006.12.049. ISSN  0045-6535. PMID  17276487.
  2. ^ Admin. "Transferencia de lodos de carbón simplificada". www.globalpumps.com.au . Consultado el 11 de abril de 2019 .
  3. ^ Manual del carbón: hacia una producción más limpia. Volumen 1; Producción de carbón . Osborne, DG Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. 2013. ISBN 9780857097309.OCLC 875224821  .{{cite book}}: Mantenimiento de 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 surfactantes 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 suspensión 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: Derrame de lodo de carbón ennegrece 6 millas de 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 en columnas de lodo". Fuel Processing Technology 52.1-3 (1997): 247-66. Impreso.
  9. ^ Shiao-Hung Chiang y James T. Cobb "Procesos de conversión de carbón, limpieza y desulfurización" en Kirk-othmer Encyclopedia of Chemical Technology Wiley-VCH, 2000. doi:10.1002/0471238961.0312050103080901.a01
  10. ^ Kilborn, Peter T. "Un torrente de lodo enturbia el futuro de una ciudad". The New York Times . The New York Times, 25 de diciembre de 2000. Web. 25 de abril de 2019.
  11. ^ Leung, Rebecca. "¿Un encubrimiento tóxico?", CBS News. CBS Interactive, 1 de abril de 2004. Web. 25 de abril de 2019.
  12. ^ "Embalses de lodos de carbón, Virginia Occidental". 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 BIOCUSTIL LÍQUIDO DE SEGUNDA GENERACIÓN UTILIZANDO CARBÓN DE BIOMASA". Chemeca 2010: Engineering at the Edge; 26-29 de septiembre de 2010, Hilton Adelaide, Australia del Sur .
  14. ^ Bridgwater, AV; Grassi, G. (6 de diciembre de 2012). Mejoramiento y utilización de líquidos de pirólisis de biomasa. Springer Science & Business Media. 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. Propiedades reológicas y de combustible de bioslurry preparado a partir de bio-oil y biocarbón de biomasa de Mallee por pirólisis rápida". Energía y combustibles . 24 (10): 5669–5676. doi :10.1021/ef1008117. ISSN  0887-0624.

Enlaces externos

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