Resumen

En el mundo se producen anualmente 750 millones de toneladas de cenizas de carbón, residuos de los procesos de combustión en termoeléctricas y sólo del 20% al 30% se aprovecha en aplicaciones como construcción, la cantidad restante se deposita en vertederos convirtiéndose en un problema ambiental. Sin embargo, existen usos no convencionales para este residuo tales como la síntesis de zeolitas, que puede representar una potencial aplicación. Empleando cenizas de la termoeléctrica Termopaipa (Boyacá, Colombia) se sintetizaron zeolitas con el objetivo de adsorber SO₂ de una corriente gaseosa. La síntesis se realizó mediante un tratamiento hidrotérmico alcalino con NaOH y el producto obtenido se caracterizó mediante difracción de rayos X (XRD), concluyendo que se obtuvo zeolita tipo analcime. El material zeolítico analcime no posee un tamaño de poro adecuado para la adsorción de SO₂, sin embargo puede ser aplicado en adsorción de NH₃ y H₂O. Mediante una modificación de la relación Al2O₃/SiO₂ durante el procedimiento, se espera obtener un material zeolítico con tamaño de poro adecuado para la aplicación propuesta.

Introducción

Una gran parte de la energía que se consume en el mundo es producida en centrales termoeléctricas mediante la combustión de carbón, en un proceso en el que se generan grandes cantidades de cenizas como subproducto. Se queman anualmente en el mundo cerca de 7 billones de toneladas de carbón que producen aproximadamente 750 millones de toneladas de cenizas [1].Este gran volumen de subproducto se convierte en un serio problema ambiental, ya que se trata de un compuesto volante, que al estar almacenado en vertedores puede ser fácilmente arrastrado por corrientes de aire para terminar contaminando el suelo, el aire o el agua. En Colombia, la disposición de las cenizas se realiza en la termoeléctrica misma, en patios de almacenamiento y son pocos los usos que se da a este desecho, siendo el más común la construcción. Sin embargo, las cenizas pueden convertirse en materia prima de diversos productos, tales como: tamices moleculares, aditivos para polímeros y para materiales, zeolitas etc; de tal forma que se solucione uno de los problemas ambientales de las termoeléctricas y se dé un valor agregado a un residuo que no es aprovechado. En adición a los problemas que representan las cenizas, toda termoeléctrica tiene que cumplir con las políticas medioambientales de no sobrepasar el límite permitido de emisiones de CO, SO%, y NO a la atmósfera, no obstante, actualmente son pocas las termoeléctricas que cuentan a nivel nacional con tecnologías para la remoción So, y aquellas que sí cuentan con dichas tecnologías siguen emitiendo una cantidad considerable del mismo. En el caso concreto de Termopaipa, en 2013 se emitieron 3041,5 kg/h de este contaminante a la atmósfera. Esta emisión es generada en conjunto por las cuatro unidades o chimeneas con las que cuenta la planta generadora de energía eléctrica [2], [3]. 

Se plantea la síntesis de zeolitas a partir de cenizas residuo de las termoeléctricas para su uso en la adsorción del SO, presente en los gases de combustión emitidos por la termoeléctrica misma, como una solución a las dos problemáticas ambientales mencionadas anteriormente. Las zeolitas son un grupo de materiales de aluminosilicatos cuya estructura está formada por unidades tetraédricas. Algunas de sus propiedades son: elevada porosidad, grandes áreas superficiales, resistencia química y térmica entre otras, lo que permite su uso en varias aplicaciones relacionadas con el mejoramiento de la calidad del aire. Actualmente, el interés por la síntesis de materiales zeolíticos ha crecido rápidamente como consecuencia de las diversas aplicaciones industriales que se pueden obtener a partir de la modificación del tamaño de poro del material, lo que se logra con cambios en los métodos de síntesis. 

Existe información bibliográfica de trabajos realizados sobre síntesis de zeolitas a partir de cenizas de termoeléctricas; sin embargo su aplicación en adsorción de so, es más limitada. Por lo que con esta investigación se propone un producto innovador que se empleará en el tratamiento de efluentes gaseosos y que permitirá dar valor agregado a un residuo industrial. La aplicación de las zeolitas se puede extender a gases emitidos por otro tipo de industrias y por medios de transporte común. Se espera que con los años la cantidad de óxidos de azufre emitidos por la quema de combustibles fósiles aumente ya que cada vez es mayor la cantidad de azufre que contienen los mismos. La síntesis del material zeolítico se puede realizar en uno o dos pasos, por lo que se evalúa el procedimiento experimental para síntesis en un paso y se realiza un revisión bi

• Materias:Industria del carbón Carbón
• Subjects:Coal industry Coal
• Palabras claves:zeolitas, cenizas, síntesis, adsorción de SO2
• Keywords:zeolite, ashes, synthesis, SO2 adsorption