Correlacciones matematicas para la obtencion de rendimiento de produccion, remocion de cenizas y particion de agua usando un hidrociclon “solo agua�

Se obtuvieron correlaciones matemáticas de rendimiento de producción, remoción de cenizas y partición de agua para describir el comportamiento de un hidrociclon “solo aguaâ€� (usa solamente agua como medio denso) desde el punto de vista hidráulico y geométrico. Se utilizó un hidrociclón de 254mm de diámetro y un carbón de la mina la Yolanda (Valle del Cauca). La concentración másica de carbón usada fue entre 3.0 y 10.0% (p/p), la longitud del “vortex finderâ€� entre 152.4 y 228.6mm y el diámetro del “apexâ€� entre 19.1 y 44.5mm. A partir de las diferentes pruebas se obtuvieron rendimientos de producción entre 11.9 y 83.2% (p/p) y remociones de cenizas entre 41.8 y 95.2% (p/p). Las ecuaciones matemáticas obtenidas presentaron factores de correlación superiores al 98.7% lo cual predice buena confiabilidad entre los resultados experimentales y los teóricos

Características termogravimétricas de carbonizados obtenidos a altas velocidades de calentamiento

La reactividad de un carbón en los procesos de combustión la determinan las características termogravimétricas de sus carboni- zados. En este trabajo se estudiaron las características termogravimétricas de carbonizados obtenidos en una reactor tubular de caída. Los carbonizados proceden de la desvolatilización de tres carbones bituminosos, se prepararon a tres tiempos (100, 150 y 300 ms), tres temperaturas (900, 1.000 y 1.100 °C) de desvolatilización y a altas velocidades de calentamiento (104K/s). Estos carbonizados se quemaron para obtener los perfiles de combustión por termogravimetría no isotérmica (calentando hasta 900°C) y por termogravimetría isotérmica a temperaturas de quemado 700, 800 y 900 °C. Por termogravimetría no isotérmica se determinaron las temperaturas características (temperaturas de ignición, pico y final). Se encontró que los carbonizados del carbón La Yolanda presentan los mayores valores de las temperaturas características. Por termogravimetría isotérmica se en- contró que la velocidad de quemado de los carbonizados de los tres carbones disminuye con el aumento del tiempo de desvo- latilización 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°C) and at high heat rate (104 K/s). The chars were burned using non-isothermal thermogravimetry (heated to 900°C) and isothermal thermogravimetry at 700°C, 800°C and 900°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

Producción de hidrocarburos líquidos y gaseosos mediante la colicuefacción térmica del carbón 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 carbón sub bituminoso de la mina La Yolanda (Valle del Cauca), se colicuó térmicamente con residuos de polietileno de baja densidad (LDPE), en presencia de tetralina e hidrógeno. Se usó un reactor batch de 115 ml y agitación magnética, temperaturas de 380, 400 y 420C, relaciones de masa carbón/polietileno/tetralina 1/5/3 y tiempo de residencia de 30 minutos. Los resultados muestran que para la colicuefacción térmica en presencia de tetralina, la conversión total y la distribución de productos fueron una función de la temperatura de reacción; la conversión decrece mientras que los aceites, asfaltenos, preasfaltenos y la selectividad se incrementan con la temperatura. Los resultados también muestran que elevadas conversiones y concentración de asfaltenos fueron obtenidas a 400C utilizando una mezcla de carbón polietileno únicamente. En estas condiciones, la selectividad hacia aceites usualmente fue más baja que el 20%

Constantes cinéticas de flotación del grupo maceral vitrinita de dos carbones colombianos

Las constantes cinéticas de flotación del grupo maceral vitrinita son importantes para diseñar columnas de flotación destinadas a separar este grupo maceral. En este trabajo se muestra el efecto del pH, velocidad del aire y concentración de espumante sobre la constante cinética de flotación del grupo maceral vitrinita de dos carbones bituminosos colombianos: El Cerrejón (La Guajira) y La Jagua (Cesar). Una columna de flotación a escala piloto de 5 m de altura se utilizó 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 concentración de espumante en el rango 2 a 6 ml de espumante/kg de carbón. Los carbones La Jagua y El Cerrejón mostraron altos valores de la constante cinéti- ca en medio ácido (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 operación para obtener altos valores de la constante cinética del grupo maceral vitrinita fueron medio ácido y bajos flujo de aire y de concentración 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 Cerrejón (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 Cerrejón 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

Morfología de carbonizados de carbones beneficiados

Este trabajo evaluó la morfología de carbonizados beneficiados y sin beneficiar (originales) de cuatro carbones colombianos: El Cerrejón (Guajira), La Jagua (Cesar), Guachinte (Valle) y Nechí (Antioquia). Los carbones beneficiados se obtuvieron usando un proceso de flotación en columna, mientras que los carbonizados, en un reactor tubular de caída a 1000 °C, con una velocidad de calentamiento de 104 °C/s y un tiempo de residencia de 100 ms. Los carbonizados se analizaron usando análisis de imagen, con la cual se determinó su forma, tamaño, porosidad y espesor de pared. Se encontró que la morfología de los carbonizados depende del rango del carbón y de su composición maceral. Características morfológicas tales como alta porosidad, menor espesor de pared y morfología tipo red, adecuadas para una mejor combustión, se encontraron en los carbones de menor rango y ricos en vitrinita y liptinita. Se halló que los carbonizados de carbones beneficiados poseen mejores características morfológicas en comparación con los carbonizados de carbones originales.This work evaluated the char morphology of beneficiated and original coal (without beneficiation) from four Colombian coalmines: Cerrejón (La Guajira), La Jagua (Cesar), Guachinte (Valle del Cauca) and Nechí (Antioquia). Column flotation was used to obtain beneficiated coal, whereas a drop tube reactor at 1,000°C, 104 °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 estequimétrico para evaluar composiciones en equilibrio de sistemas multireactivos: aplicación a un proceso de combustión de Gasolina (Octano).

Utilizando un algoritmo tipo estequiométrico, se evalúa la composición del Monóxido de Carbono (CO) y del Oxido Nítrico (NO) producidos en el proceso de combustión de octano a bajas presiones. Se analiza la influencia de la relación combustible/aire (C/A) y la temperatura sobre la composición de estas emisiones, mostrándose que a bajas relaciones C/A y a altas temperaturas, se favorece la producción de NO y por el contrario se disminuye la producción 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°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°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 petróleo colombianos (um asfalto e um precipitado) com a finalidade de determinar a sua capacidade como precursor de materiais carbonosos. Para a obtenção da mesofase, os breus se oxidaram com ar na temperatura de 350°C e a tempos de oxidação de 2; 3 e 5 horas. Os breus oxidados se fracionaram com tolueno usando uma razão de 20 mL Tolueno/g de breu oxidado. O material Insolúvel em Tolueno (IT) e Insolúvel em Tetrahidrofurano (ITHF) se carbonizou em atmosfera de nitrogênio a 400°C. Para a identificação da mesofase se fabricaram provetas com o material obtido de carbonização. Para a quantificação da mesofase se utilizou um microscópio com filtro de luz polarizada. Um total de 500 pontos foi contado. Os resultados mostraram que o asfalto apresentou alta concentração de mesofase usando altos tempos de oxidação. Pelo contrário, o precipitado produziu altas concentrações de mesofase a baixos tempos de oxidação.Este trabajo usó dos breas de petróleo colombianas (un asfalto y un precipitado) con el fin de determinar su capacidad como precursor de materiales carbonosos. Para la obtención de la mesofase, las breas se oxidaron con aire a la temperatura de 350°C y a tiempos de oxidación de 2; 3 y 5 horas. Las breas oxidadas se fraccionaron con tolueno usando una razón de 20 mL Tolueno/g de brea oxidada. El material Insoluble en Tolueno (IT) y en Tetrahidrofurano (ITHF) se carbonizó en atmósfera de nitrógeno a 400°C. Para la identificación de la mesofase se fabricaron probetas con el material obtenido de carbonización. Para la cuantificación de la mesofase se utilizó un microscopio con filtro de luz polarizada. Un total de 500 puntos fueron contados. Los resultados mostraron que el asfalto presentó alta concentración de mesofase usando altos tiempos de oxidación. Por el contrario, el precipitado produjo altas concentraciones de mesofase a bajos tiempos de oxidación

Un nuevo modelo matemático para la cinética de flotación 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 formulación de un nuevo modelo matemático para la cinética de flotación de carbón. La velocidad de flotación se considera una función de parámetros químicos, operacionales y petrográficos para la flotación global de orden n. La ecuación de velocidad de flotación se obtuvo por análisis dimensional usando el método de Rayleigh. Este método muestra la dependencia de la cinética de flotación sobre los parámetros de operación tales como velocidad del aire y tamaño de partícula; parámetros químicos tales como dosis de reactivos y contenidos de sólidos; y composición mineral y maceral del carbón. La ecuación de velocidad de flotación integra el coeficiente cinético y las características intrínsecas del carbón con consistencia dimensional, y se expresa por tres números adimensionales que tienen significado químico físico. El modelo también muestra similitudes con los modelos tradicionales de fenómenos de transporte representados por números adimensionales y predice la constante cinética de flotación de un carbón Colombiano mostrando buena correlación 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 formulación de un nuevo modelo matemático para la cinética de flotación de carbón. La velocidad de flotación se considera una función de parámetros químicos, operacionales y petrográficos para la flotación global de orden n. La ecuación de velocidad de flotación se obtuvo por análisis dimensional usando el método de Rayleigh. Este método muestra la dependencia de la cinética de flotación sobre los parámetros de operación tales como velocidad del aire y tamaño de partícula; parámetros químicos tales como dosis de reactivos y contenidos de sólidos; y composición mineral y maceral del carbón. La ecuación de velocidad de flotación integra el coeficiente cinético y las características intrínsecas del carbón con consistencia dimensional, y se expresa por tres números adimensionales que tienen significado químico físico. El modelo también muestra similitudes con los modelos tradicionales de fenómenos de transporte representados por números adimensionales y predice la constante cinética de flotación de un carbón Colombiano mostrando buena correlación entre los valores experimentales y calculados