Índice de reactividad intrínseco de carbones concentrados ricos en vitrinita

Vitrinite-rich coal concentrate intrinsic reactivity index

En este trabajo se definió un nuevo parámetro de reactividad de carbón a la combustión llamado índice de reactividad intrínseco (IRI), el cual combina la fracción maceral reactiva (vitrinita/liptinita), la fracción maceral no reactiva (inertinita/materia mineral intrínseca) y la reflectancia media a la vitrinita. Para evaluar el IRI se utilizaron muestras de carbón de las minas La Yolanda y Guachinte (Valle del Cauca) original, sin tratar, y fracciones concentradas en vitrinita obtenidas en una columna de flotación burbujeante. Este nuevo parámetro de reactividad se comparó con tres parámetros convencionales ampliamente usados para medir la reactividad de carbones, que son: la energía de activación media ponderada (EAMP), temperatura pico (TP) y temperatura final (TF). Los resultados mostraron que los carbones concentrados en vitrinita presentaron mayores valores del IRI en comparación con los originales, lo cual significa que esas fracciones concentradas en vitrinita presentan mayor reactividad en la combustión que los carbones originales sin tratar. Los resultados también mostraron que la EAMP, TP y TF decrecen con el incremento en el IRI, lo cual sugiere que la reactividad en la combustión de los carbones se mejora si su contenido de vitrinita se incrementa.

Introducción

A nivel mundial se han hecho considerables esfuerzos para establecer cómo usar más eficientemente el carbón en el proceso de combustión. Esta eficiencia de la combustión de un carbón generalmente se mide por medio de su reactividad intrínseca, la cual es función del tipo de carbón, sus características, y de la tecnología utilizada (Urhán, 2000). De igual  manera,  se  ha  encontrado  (Cloke,  1994)  que  la composición maceral y mineral del carbón tiene una influencia significativa sobre los procesos de combustión de carbón pulverizado. En los procesos de combustión, el orden de mayor a menor reactividad de los principales grupos macerales presentes en un carbón es: liptinita > vitrinita > inertinita > materia mineral (Morgan, 1986). Esto se debe a las diferencias entre sus propiedades físicas y químicas. Dichas diferencias determinan la morfología del carbonizado que se obtiene durante la primera etapa de combustión (Rojas, 2005). El tipo de carbonizado generado durante la etapa de pirolisis rápida y desvolatilización del carbón (primera etapa de la combustión) influye sobre la eficiencia global  del  proceso  de  combustión.  Aunque la principal influencia en la formación del carbonizado, y por lo tanto en el comportamiento en la combustión, está asociada con la parte orgánica del carbón, la presencia de ciertos tipos de minerales puede también afectar el tipo de carbonizado formado. La presencia o ausencia de ciertos minerales también afectan la estabilidad de la llama y la eficiencia de quemado (Cloke, 1994).

El maceral que se presenta en mayor proporción en los carbones a nivel mundial es la vitrinita, mientras que la liptinita es el maceral que ocurre en menor cantidad.