Laboratorio análisis próximo del carbon
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Esta técnica de estudio teórico práctico para el estudio del carbón en Colombia, llevada a cabo en el laboratorio aporta...
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UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA DE RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE TECNOLOGIA EN ECOLOGIA Y MANEJO AMBIENTAL CURSO DE RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES ANALISIS PROXIMO PARA UNA MUESTRA DE CARBON Jirmalyn Bravo Rodriguez 1122194 Docente: Ingeniero Francisco Javier Velasco __________________________________________________________________ ________________________________________ __________________________ INTRODUCCION
carbón se mantiene fijo o cuando se convierte en material volátil, llamado
En virtud a la importancia de conocer la
Análisis Próximo. De esta forma
composición macroscópica del carbón
podemos conocer el mayor o menor
con el fin de darle un valor comercial,
contenido en carbono y humedad,
se realizó un análisis a una muestra de
conociéndose éste como la categoría o
carbón
rango,
obtenida
en
la
Mina(INVESTIGAR Mina(INVESTIGAR CUAL ES), ES ), para ello
fue
utilizada
estandarizada
que
comportamiento calentamiento,
la
decir
siguientes
tipos
de
encontrar acuerdo
los a
la
metodología
American Society of TestingMaterials TestingMaterials
indica
(ASTM):
durante es
pudiéndose
cuando
el el el
Universidad del Valle, Recursos Naturales No r enovables Carolina Araujo, Cód.: Nathalie Baltasar, Cód.: Jirmalyn Bravo Rodríguez Código: 1122194 Caracterización de una Muestra Muestra de Carbón mediante el método Análisis Próximo Próximo Total ó Inmediato Inmediato Mayo-2014 Cali-Valle del Cauca-COLOMBIA
MATERIALES Para realizar el análisis se contaron con los siguientes materiales en el
OBJETIVOS
laboratorio:
Muestra de carbón CS: 0043-02
Cuchara para muestra pequeña
Pinza para crisol
Dos (2) crisoles para Cz
Dos (2) crisoles para Hr
Dos (2) crisoles para Mv
Gramera digital
GENERAL
Determinarla
composición
macroscópica de una muestra de carbón, conforme a los parámetros establecidos por el análisis próximo.
Muflla
Horno de secado
Horno terrígeno (MV)
Recolectar la muestra conforme a lo
Calorímetro (PCS)
establecido
Determinador de S
(ASTM D2234)
Horno de secado (Hr)
Identificar y analizar el rango de la
ESPECIFICOS
por
la
normatividad
Bandeja
muestra de carbón a partir de sus
METODOLOGIA
propiedades químicas.
Determinar
el
origen
del
carbón
muestreado
Se tomaron 118gr de la muestra de
Establecer los efectos ambientales
carbón
generados por dicho carbón.
recolectada en la mina INVESTIGAR
CS=0043-02,
la cual fue
(Corregimiento ¿) que paso por un Universidad del Valle, Recursos Naturales No renovables Carolina Araujo, Cód.: Nathalie Baltasar, Cód.: Jirmalyn Bravo Rodríguez Código: 1122194 Caracterización de una Muestra de Carbón mediante el método Análisis Próximo Total ó Inmediato Mayo-2014 Cali-Valle del Cauca-COLOMBIA
proceso
de
extendido
para
que
en
la
Gramera
Digital,
a
perdiera la humedad superficial, luego
continuación se agregó 1g de
trituración y molienda hasta quedar en
muestra de carbón CS y fueron
polvo; posteriormente en el laboratorio
llevados al tiempo al Horno de
fueron depositados en diez crisoles de
secado
porcelana, con el fin de realizar las
temperatura
siguientes mediciones:
seguidamente se toma su peso
durante
1h
de
a
la
una
100ºC-105ºC,
final. a. Materias
Volátiles
(Mv):
fueron
tomados los pesos de los 2 crisoles y les fue agregado 1gr de la muestra a cada uno, con ayuda de las pinzas para evitar contaminar la muestra.
Seguidamente
fueron
ingresados a la Mufla durante 7min a 950ºC, y se tomó el peso final. b. CAMBIAR FOTO
Fotografía 2. Toma de muestra para Humedad Residual
d. Contenido de Cenizas (Cz): fueron tomados los 2 crisoles con la pinza y fueron pesados en la Gramera Digital, se agregó 1g de la muestra de carbón G2. Después fueron introducidos en la Mufla durante 4 horas a una temperatura de 500ºCFotografía 1. Toma de muestra para Material Volátil
c. Humedad Residual (Hr): se tomó
750ºC, al día siguiente se tomaron los
resultados
cada uno de los crisoles con la
proceso.
ayuda de la pinza y fueron pesado
CAMBIAR FOTO
de
este
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último
Mv1 Mv2 Cz1 Cz2 Hs PC1 PC2 S1
Fotografía 3. Calentamiento de muestra para Cenizas
S2
e. Poder
Calorífico
(Pc):
Fueron
tomados dos crisoles a los cuales
Calculo de Parámetros:
se les agrego 1gr de la muestra de carbón,
seguidamente
introducidos
en
el
fueron
Humedad Residual:
Calorimetro
donde es condensado el vapor,
84
obteniéndose el valor del Pc.
f. Azufre (S):
g.
Humedad Total:
h. CALCULOS Y RESULTADOS
Datos obtenidos en el proceso anterior: Análisis
Wc (g)
Wm (g)
Material Volátil:
Wf (g)
Hr 1 Hr 2
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83
Mv
37.34
39.62
41.16
38.07
39.45
Cz
3.53
3.74
-
3.59
-
Cf
53.34
56.60
58.80
54.39
56.37
PC
7199.8
7480.0
6918.9
7171.4
S
1.38
1.46
1.52
1.40
1.45
Factor de Conversión
Ceniza:
BSA – BS
BSA - BSLCz BSA – BH BH - BHLCz
1.0612
100/100(Hr+Cz) 100Ht/100-Hr
1.1025
100/100-Cz
1.0365
1.0198
RANGO
Base
100/100-Hr
Carbono Fijo:
Carbono fijo BSLCz
Poder CaloríficoBHLCz
58.80
7171.4
Tipo de Carbón: Bituminoso alto volátil
c
Poder Calorífico:
REPETIBILIDAD
a. Humedad
Residual
(Hr):
Es
la
humedad que contiene un carbón seco a la atmosfera del laboratorio y Azufre:
que pierde a una temperatura de
106ºC
Análisis Próximo
b.
BSA
BS
BSLCz
BH
BHLCz
Hs
-
-
-
1.99
2.06
Hr
5.77
-
-
5.88
5.98
Rp Laboratorio
Hr
Rp Norma ASTM D 3173-11
0.09+0.01(5.778)
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=0.1477
0.23 Rp Laboratorio
c. Contenido de Cenizas (Cz): Es el material
mineral
no
combustible,
%S
cuya proporción depende del tipo de explotación del carbón en la mina.
%Cz
Rp Laboratorio 0.2
f. Poder Calorífico (Pc): Representa la
Rp Norma ASTM D 3174-11 0.3
energía de combustión del carbono e hidrógeno en la fracción orgánica y del azufre tanto orgánico como pirítico. Este
d. Material Volátil (Mv): Es la porción que se separa como gas cuando el carbón
es
calentado.
Rp Norma ASTM D 4239-12 0.02+0.03(1.385)=0.06 0.08
Está
parámetro es el más importante a tener en cuenta en los carbones térmicos y especialmente
en
los
contratos
de
compra venta; además define el tamaño
compuesto por hidrocarburos y otros
de la cámara de combustión y del
gases
sistema de alimentación de carbón a la
resultantes
de
la
descomposición y destilación.
caldera u horno, pues determina la cantidad de carbón que debe ser
%Mv
Rp Laboratorio 4.0
Rp Norma ASTM D 3175-11 0.5
quemado para obtener una capacidad final dada.
%Pc
Rp Laboratorio
e. Azufre (S): Se encuentra formando
7.88
Rp Norma ASTM D 4239-12 64Btu/lb
parte constitutiva de los minerales y
DISCUSIÓN
como compuesto orgánico. Puede ser parte inorgánica del carbón o
Origen del Carbón
estar incorporado en el compuesto
Conforme
hidrocarbonato
sustancia
encontradas de la muestra de carbón
carbonífera o por la oxidación de
y de acuerdo a la ubicación de la
sulfuros.
mina la Esperanza, se puede decir
de
la
a
las
características
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que esa zona se encuentra ubicada
azufre que no ha sido repelido de los
hacia el occidente del país sobre las
macerales.
estribaciones del flanco oriental de la
Estos carbones son apreciados para la
Cordillera Occidental. Se prolonga al
generación
occidente del río Cauca desde Yumbo
producen demasiada escoria y no
al norte, hasta El Tambo (Cauca) al
exigen
sur, con una extensión de más de 100 km de largo y 3,5 km de ancho promedio. Las reservas medidas de
de
energía
demasiado
porque
esfuerzo
no para
eliminar las partículas en suspensión de
los
gases
de
combustión. El
contenido sulfuroso también es dañino en cierta medida por ser emitido a la
carbon son de 20.1 millones de
atmósfera y contribuir a la formación de
toneladas.
son
smog y lluvia ácida. De nuevo, pueden
BITUMINOSOS con altos contenidos
eliminarse de los gases de combustión
de cenizas.
filtrando éstos.
Los
carbones
CONCLUSIONES Rango De acuerdo a los resultados obtenidos
correspondientes a carbono fijo en
El porcentaje de azufre que estápor encima de los valores estándar de
base seca libre de ceniza (58.80) y
carbones
poder calorífico en base húmeda libre
de
excelente
calidad,
0.89%, este se encuentra dentro de
de ceniza (7171.4), se deduce que la muestra de carbónCS, corresponde a
los
un
valores
permisibles
para
Este
tipo
de
combustión, sin que se generen
carbón es relativamente
duro
que
emisiones atmosféricas, que es de
contiene betún. Suele ser de color
2%1y dentro de la normatividad de
negro,
carbón
a
veces
marrón
oscuro,
calidad permitida en el territorio
presentando a menudo unas bandas
colombiano, 1%. (Zapata, 2006)
bien definidas de material brillante y mate.El carbón bituminoso contiene entre un 60 y un 80% de carbono, siendo el resto agua, aire, hidrogeno y
El
contenido de Cenizas está por
encima del valor estándar, 6%, y por
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encima de 10% que se consideran
Ecocarbon. 1998. Calderas a
de mala calidad, lo que hace que
Carbón. Universidad Pontificia
este carbón no sea apto para su
Bolivariana.
exportación. Además, puede diluir la
Instituto mundial del Carbón.
fracción combustible del carbón. Por
1999. Carbón – Energía para el
otro lado, el porcentaje de cenizas
progreso.
del carbón se encuentra dentro los
Ministerio de Minas y Energía.
valores aceptados por la norma
Guía
Minero
colombiana.
Evaluación
Ambiental de
–
Impactos
Ambientales.
Se puede concluir que este carbón es apto para su combustión dentro del
territorio
encontrarse,
colombiano los
valores
por de
humedad, cenizas, azufre y poder
ZAPATA SANCHEZ, Carmen Helena. 2006. Guía Metodológica para la Caracterización y evaluación de la Calidad de Combustibles Sólidos, Líquidos y Gaseosos. Universidad Nacional. 126p.
calorífico, dentro de los promedios calculados
para
carbones
colombianos.
BIBLIOGRAFÍA
Universidad del Valle, Recursos Naturales No renovables Carolina Araujo, Cód.: Nathalie Baltasar, Cód.: Jirmalyn Bravo Rodríguez Código: 1122194 Caracterización de una Muestra de Carbón mediante el método Análisis Próximo Total ó Inmediato Mayo-2014 Cali-Valle del Cauca-COLOMBIA
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