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Correlacciones matematicas para la obtencion de rendimiento de produccion, remocion de cenizas y particion de agua usando un hidrociclon 芒鈧搒olo agua芒鈧拷
Se obtuvieron correlaciones matem谩ticas de rendimiento de producci贸n, remoci贸n de cenizas y partici贸n de agua para describir el comportamiento de un hidrociclon 芒鈧搒olo agua芒鈧拷 (usa solamente agua como medio denso) desde el punto de vista hidr谩ulico y geom茅trico. Se utiliz贸 un hidrocicl贸n de 254mm de di谩metro y un carb贸n de la mina la Yolanda (Valle del Cauca). La concentraci贸n m谩sica de carb贸n usada fue entre 3.0 y 10.0% (p/p), la longitud del 芒鈧搗ortex finder芒鈧拷 entre 152.4 y 228.6mm y el di谩metro del 芒鈧揳pex芒鈧拷 entre 19.1 y 44.5mm. A partir de las diferentes pruebas se obtuvieron rendimientos de producci贸n entre 11.9 y 83.2% (p/p) y remociones de cenizas entre 41.8 y 95.2% (p/p). Las ecuaciones matem谩ticas obtenidas presentaron factores de correlaci贸n superiores al 98.7% lo cual predice buena confiabilidad entre los resultados experimentales y los te贸ricos
Caracter铆sticas termogravim茅tricas de carbonizados obtenidos a altas velocidades de calentamiento
La reactividad de un carb贸n en los procesos de combusti贸n la determinan las caracter铆sticas termogravim茅tricas de sus carboni- zados. En este trabajo se estudiaron las caracter铆sticas termogravim茅tricas de carbonizados obtenidos en una reactor tubular de ca铆da. Los carbonizados proceden de la desvolatilizaci贸n de tres carbones bituminosos, se prepararon a tres tiempos (100, 150 y 300 ms), tres temperaturas (900, 1.000 y 1.100 掳C) de desvolatilizaci贸n y a altas velocidades de calentamiento (104K/s). Estos carbonizados se quemaron para obtener los perfiles de combusti贸n por termogravimetr铆a no isot茅rmica (calentando hasta 900掳C) y por termogravimetr铆a isot茅rmica a temperaturas de quemado 700, 800 y 900 掳C. Por termogravimetr铆a no isot茅rmica se determinaron las temperaturas caracter铆sticas (temperaturas de ignici贸n, pico y final). Se encontr贸 que los carbonizados del carb贸n La Yolanda presentan los mayores valores de las temperaturas caracter铆sticas. Por termogravimetr铆a isot茅rmica se en- contr贸 que la velocidad de quemado de los carbonizados de los tres carbones disminuye con el aumento del tiempo de desvo- latilizaci贸n y de la temperatura de quemado.Coal reactivity during combustion is determined by the thermogravimetric characteristics of char. The thermogravimetric charac- teristics of chars obtained in a drop-tube furnace were studied in this work. Chars from the devolatilisation of three bituminous coals were obtained at three times (100, 150 and 300 ms), three temperatures (900, 1,000 and 1,100掳C) and at high heat rate (104 K/s). The chars were burned using non-isothermal thermogravimetry (heated to 900掳C) and isothermal thermogravimetry at 700掳C, 800掳C and 900掳C to obtain their combustion profiles. Characteristic temperatures (ignition, peak and final tempe- ratures) were determined by non-isothermal thermogravimetry; it was found that chars from La Yolanda coal gave the highest figures for the characteristic temperatures. Isothermal thermogravimetry revealed that the combustion rate for the three coals decreased with increased devolatilisation time and combustion temperature
Producci贸n de hidrocarburos l铆quidos y gaseosos mediante la colicuefacci贸n t茅rmica del carb贸n mineral con residuos de polietileno de baja densidad
In this work, it was performed a thermal liquefaction of a sub-bituminous coal from
La Yolanda colliery (Valle del Cauca) with low density polyethylene waste in presence of tetraline and hydrogen. Experimental conditions used were a batch reactor of 115 ml magnetically stirred, temperatures of 380, 400, 420C, mass relation coal/poliethylene/tetraline of 1/5/3 and residence time of 30 minutes. Results showed that for the thermal coliquefaction using tetraline, conversion decrease with increase of temperature, whereas oils, asphaltenes, preasphaltenes and selectivity have a contrary behavior. Results also showed that, at 400 C, both high conversion and asphaltenes concentration were obtained using coal and waste polyethylene only. However, at those conditions selectivity to oils was lower than 20%.En este trabajo, un carb贸n sub bituminoso de la mina La Yolanda (Valle del Cauca), se colicu贸 t茅rmicamente con residuos de polietileno de baja densidad (LDPE), en presencia de tetralina e hidr贸geno. Se us贸 un reactor batch de 115 ml y agitaci贸n magn茅tica, temperaturas de 380, 400 y 420C, relaciones de masa carb贸n/polietileno/tetralina 1/5/3 y tiempo de residencia de 30 minutos. Los resultados muestran que para la colicuefacci贸n t茅rmica en presencia de
tetralina, la conversi贸n total y la distribuci贸n de productos fueron una funci贸n de la temperatura de reacci贸n; la conversi贸n decrece mientras que los aceites, asfaltenos, preasfaltenos y la selectividad se incrementan con la temperatura. Los resultados tambi茅n muestran que elevadas conversiones y concentraci贸n de asfaltenos fueron obtenidas a 400C utilizando una mezcla de carb贸n polietileno 煤nicamente. En estas condiciones, la selectividad hacia aceites usualmente fue m谩s baja que el 20%
Constantes cin茅ticas de flotaci贸n del grupo maceral vitrinita de dos carbones colombianos
Las constantes cin茅ticas de flotaci贸n del grupo maceral vitrinita son importantes para dise帽ar columnas de flotaci贸n destinadas a separar este grupo maceral. En este trabajo se muestra el efecto del pH, velocidad del aire y concentraci贸n de espumante sobre la constante cin茅tica de flotaci贸n del grupo maceral vitrinita de dos carbones bituminosos colombianos: El Cerrej贸n (La Guajira) y La Jagua (Cesar). Una columna de flotaci贸n a escala piloto de 5 m de altura se utiliz贸 en todos los experimentos. Las muestras se procesaron usando un rango de pH entre 4 y 10, velocidad del aire entre 0,7 y 2,1 cm/s y concentraci贸n de espumante en el rango 2 a 6 ml de espumante/kg de carb贸n. Los carbones La Jagua y El Cerrej贸n mostraron altos valores de la constante cin茅ti- ca en medio 谩cido (0,692 min-1 a pH 4 y 0,559 min-1 a pH 5, respectivamente). Los resultados mostraron que, en general, las mejores condiciones de operaci贸n para obtener altos valores de la constante cin茅tica del grupo maceral vitrinita fueron medio 谩cido y bajos flujo de aire y de concentraci贸n de espumante, respectivamente.Vitrinite maceral flotation kinetic constants are important in designing flotation columns to be used in separating this maceral group. This work shows the effect of pH, air speed and froth concentration on vitrinite maceral flotation kinetic constants by using two Colombian bituminous coals: El Cerrej贸n (Guajira) and La Jagua (Cesar). A 5 m high pilot-scale flotation column was used in all runs. The samples were processed using 4-10 pH, 0.7-2.1 cm/s air speed and 2-6 ml/kg of coal froth concentration ran- ges. Both La Jagua and El Cerrej贸n coals showed high kinetic constants figures in acid conditions (0.692 min-1 at pH 4 and 0.559 min-1 at pH 5, respectively). The results showed that, generally, the best operating conditions for obtaining high vitrinite maceral kinetic constant values were having an acid medium and low air flow and froth concentration
Morfolog铆a de carbonizados de carbones beneficiados
Este trabajo evalu贸 la morfolog铆a de carbonizados beneficiados y sin beneficiar (originales) de cuatro carbones colombianos: El Cerrej贸n (Guajira), La Jagua (Cesar), Guachinte (Valle) y Nech铆 (Antioquia). Los carbones beneficiados se obtuvieron usando un proceso de flotaci贸n en columna, mientras que los carbonizados, en un reactor tubular de ca铆da a 1000 掳C, con una velocidad de calentamiento de 104 掳C/s y un tiempo de residencia de 100 ms. Los carbonizados se analizaron usando an谩lisis de imagen, con la cual se determin贸 su forma, tama帽o, porosidad y espesor de pared. Se encontr贸 que la morfolog铆a de los carbonizados depende del rango del carb贸n y de su composici贸n maceral. Caracter铆sticas morfol贸gicas tales como alta porosidad, menor espesor de pared y morfolog铆a tipo red, adecuadas para una mejor combusti贸n, se encontraron en los carbones de menor rango y ricos en vitrinita y liptinita. Se hall贸 que los carbonizados de carbones beneficiados poseen mejores caracter铆sticas morfol贸gicas en comparaci贸n con los carbonizados de carbones originales.This work evaluated the char morphology of beneficiated and original coal (without beneficiation) from four Colombian coalmines: Cerrej贸n (La Guajira), La Jagua (Cesar), Guachinte (Valle del Cauca) and Nech铆 (Antioquia). Column flotation was used to obtain beneficiated coal, whereas a drop tube reactor at 1,000掳C, 104 掳C/s heating rate and 100 ms residence time was used to obtain char. The chars were analysed by image analysis which determined their shape, size, porosity and wall thickness. It was found that char morphology depended on coal rank and maceral composition. Morphological characteristics like high porosity, thinner walls and network-like morphology which are beneficial in improving combustion were present in vitrinite- and liptinite-rich lowest-ranking coals. Beneficiated coals showed that their chars had better performance regarding their morphological characteristics than their original coal chars
Upgrading of Low-Grade Colombian Coals via Low-Cost and Sustainable Calcium Nitrate Dense Media Separation
Wet coal beneficiation in Colombia is prohibitive due to the high cost and scarcity of commonly used dense media. The practical value of this study is that it demonstrates for the first time that a common fertiliser, calcium nitrate, can be used in the beneficiation of low grade Colombian coals. Three high ash low-grade Colombian coals (Valle, Cundinamarca, and Antioquia) commonly used in Colombian sugar mill stoker furnaces were tested. Coal mineralogy and prevalence were analysed before and after washing using Mineral Liberation Analysis. The swelling potential of the coals was assessed using a novel application of Thermal Mechanical Analysis (TMA) and an ash fusion oven (AFO). Calcium Nitrate reduced ash levels across all size fractions, even for high ash coals like Valle (29% to below 7%) to acceptable levels for coke manufacture or pulverised fuel combustion. The novel use of TMA and AFO to analyse coal swelling demonstrated that swelling varies in constrained and unconstrained conditions, and the small sample size allows for rapid testing of coal swelling. This study has demonstrated that the use of common fertilisers can allow beneficiation to become a processing option for low-grade coals in Official Development Assistance countries where conventional dense media is prohibitively expensive
Algoritmos estequim茅trico para evaluar composiciones en equilibrio de sistemas multireactivos: aplicaci贸n a un proceso de combusti贸n de Gasolina (Octano).
Utilizando un algoritmo tipo estequiom茅trico, se eval煤a la composici贸n del Mon贸xido de Carbono (CO) y del Oxido N铆trico (NO) producidos en el proceso de combusti贸n de octano a bajas presiones. Se analiza la influencia de la relaci贸n combustible/aire (C/A) y la temperatura sobre la composici贸n de estas emisiones, mostr谩ndose que a bajas relaciones C/A y a altas temperaturas, se favorece la producci贸n de NO y por el contrario se disminuye la producci贸n de CO
Effect of pitch petroleum oxidation on mesophase production
This study used two Colombian petroleum pitches (an asphalt and a precipitate) to determine their
capacity as precursor of carbonaceous materials. In order to obtain the mesophase, pitches were
oxidized at temperature of 350掳C and oxidation times of 2; 3 and 5 hours. Oxidized pitches were
fractioned with toluene using a ratio of 20 mL Toluene/g of oxidized bitumen. Insoluble material in Toluene
(IT) and Tetrahydrofurane (ITHF) were carbonized with nitrogen at 400掳C. For the identification of the mesophase,
specimens were fabricated with the material obtained from carbonization. For the quantification of
the mesophase, a microscope with polarized light filter was used. A total of 500 points were counted. The
results showed that the asphalt treated with the longest oxidation time, contained higher concentration of
mesophase. By contrast, the precipitate treated with the shortest oxidation time produced higher concentration
of mesophase.Este trabalho usou dois breus de petr贸leo colombianos (um asfalto e um precipitado) com a finalidade
de determinar a sua capacidade como precursor de materiais carbonosos. Para a obten莽茫o
da mesofase, os breus se oxidaram com ar na temperatura de 350掳C e a tempos de oxida莽茫o de
2; 3 e 5 horas. Os breus oxidados se fracionaram com tolueno usando uma raz茫o de 20 mL Tolueno/g de
breu oxidado. O material Insol煤vel em Tolueno (IT) e Insol煤vel em Tetrahidrofurano (ITHF) se carbonizou em
atmosfera de nitrog锚nio a 400掳C. Para a identifica莽茫o da mesofase se fabricaram provetas com o material
obtido de carboniza莽茫o. Para a quantifica莽茫o da mesofase se utilizou um microsc贸pio com filtro de luz
polarizada. Um total de 500 pontos foi contado. Os resultados mostraram que o asfalto apresentou alta
concentra莽茫o de mesofase usando altos tempos de oxida莽茫o. Pelo contr谩rio, o precipitado produziu altas
concentra莽玫es de mesofase a baixos tempos de oxida莽茫o.Este trabajo us贸 dos breas de petr贸leo colombianas (un asfalto y un precipitado) con el fin de determinar
su capacidad como precursor de materiales carbonosos. Para la obtenci贸n de la mesofase, las
breas se oxidaron con aire a la temperatura de 350掳C y a tiempos de oxidaci贸n de 2; 3 y 5 horas.
Las breas oxidadas se fraccionaron con tolueno usando una raz贸n de 20 mL Tolueno/g de brea oxidada.
El material Insoluble en Tolueno (IT) y en Tetrahidrofurano (ITHF) se carboniz贸 en atm贸sfera de nitr贸geno
a 400掳C. Para la identificaci贸n de la mesofase se fabricaron probetas con el material obtenido de carbonizaci贸n.
Para la cuantificaci贸n de la mesofase se utiliz贸 un microscopio con filtro de luz polarizada. Un total
de 500 puntos fueron contados. Los resultados mostraron que el asfalto present贸 alta concentraci贸n de
mesofase usando altos tiempos de oxidaci贸n. Por el contrario, el precipitado produjo altas concentraciones
de mesofase a bajos tiempos de oxidaci贸n
Un nuevo modelo matem谩tico para la cin茅tica de flotaci贸n de carbones
This study describes the development and formulation of a novel mathematical model for coal flotation kinetic. The flotation rate was considered as a function of chemical, operating and petrographic parameters for a global flotation order n. The equation for flotation rate was obtained by dimensional analysis using the Rayleigh method. It shows the dependency of flotation kinetic on operating parameters, such as air velocity and particle size; chemical parameters, such as reagents dosage and solids content; and mineral and maceral composition of coal. The flotation rate equation integrates the kinetic coefficient and the intrinsic characteristics of coal with dimensional consistency, and it is expressed by three dimensionless numbers which have physical chemical meaning. The model also exhibits similarities with traditional transport phenomena models represented by dimensionless numbers and predicts the flotation kinetic constant of a Colombian coal sample showing a good correlation between experimental and calculated values.Este estudio describe el desarrollo y formulaci贸n de un nuevo modelo matem谩tico para la cin茅tica de flotaci贸n de carb贸n. La velocidad de flotaci贸n se considera una funci贸n de par谩metros qu铆micos, operacionales y petrogr谩ficos para la flotaci贸n global de orden n. La ecuaci贸n de velocidad de flotaci贸n se obtuvo por an谩lisis dimensional usando el m茅todo de Rayleigh. Este m茅todo muestra la dependencia de la cin茅tica de flotaci贸n sobre los par谩metros de operaci贸n tales como velocidad del aire y tama帽o de part铆cula; par谩metros qu铆micos tales como dosis de reactivos y contenidos de s贸lidos; y composici贸n mineral y maceral del carb贸n. La ecuaci贸n de velocidad de flotaci贸n integra el coeficiente cin茅tico y las caracter铆sticas intr铆nsecas del carb贸n con consistencia dimensional, y se expresa por tres n煤meros adimensionales que tienen significado qu铆mico f铆sico. El modelo tambi茅n muestra similitudes con los modelos tradicionales de fen贸menos de transporte representados por n煤meros adimensionales y predice la constante cin茅tica de flotaci贸n de un carb贸n Colombiano mostrando buena correlaci贸n entre los valores experimentales y calculados
A new mathematical model for coal flotation kinetics
This study describes the development and formulation of a novel mathematical model for coal flotation kinetic. The flotation rate was considered as a function of chemical, operating and petrographic parameters for a global flotation order n. The equation for flotation rate was obtained by dimensional analysis using the Rayleigh method. It shows the dependency of flotation kinetic on operating parameters, such as air velocity and particle size; chemical parameters, such as reagents dosage and solids content; and mineral and maceral composition of coal. The flotation rate equation integrates the kinetic coefficient and the intrinsic characteristics of coal with dimensional consistency, and it is expressed by three dimensionless numbers which have physical chemical meaning. The model also exhibits similarities with traditional transport phenomena models represented by dimensionless numbers and predicts the flotation kinetic constant of a Colombian coal sample showing a good correlation between experimental and calculated values.Este estudio describe el desarrollo y formulaci贸n de un nuevo modelo matem谩tico para la cin茅tica de flotaci贸n de carb贸n. La velocidad de flotaci贸n se considera una funci贸n de par谩metros qu铆micos, operacionales y petrogr谩ficos para la flotaci贸n global de orden n. La ecuaci贸n de velocidad de flotaci贸n se obtuvo por an谩lisis dimensional usando el m茅todo de Rayleigh. Este m茅todo muestra la dependencia de la cin茅tica de flotaci贸n sobre los par谩metros de operaci贸n tales como velocidad del aire y tama帽o de part铆cula; par谩metros qu铆micos tales como dosis de reactivos y contenidos de s贸lidos; y composici贸n mineral y maceral del carb贸n. La ecuaci贸n de velocidad de flotaci贸n integra el coeficiente cin茅tico y las caracter铆sticas intr铆nsecas del carb贸n con consistencia dimensional, y se expresa por tres n煤meros adimensionales que tienen significado qu铆mico f铆sico. El modelo tambi茅n muestra similitudes con los modelos tradicionales de fen贸menos de transporte representados por n煤meros adimensionales y predice la constante cin茅tica de flotaci贸n de un carb贸n Colombiano mostrando buena correlaci贸n entre los valores experimentales y calculados