El secreto del carbón: ¿Sabes qué tienen de especial los distintos tipos de carbón?

El carbón, ampliamente utilizado en la producción de energía y en los procesos industriales, es un recurso natural fascinante. A medida que las preocupaciones ambientales se hacen cada vez más graves, se utilizan diversas técnicas para analizar las propiedades físicas y químicas del carbón para evaluar su idoneidad para diferentes usos. Los diferentes tipos de carbón merecen un estudio en profundidad, tanto en términos de eficiencia como de impacto ambiental.

Propiedades químicas

Hay cuatro tipos principales de carbón: lignito, carbón bituminoso, antracita y grafito, y los parámetros físicos de cada tipo se ven afectados por la humedad, el contenido de materia volátil y el contenido de carbono.

Agua

El contenido de humedad es una propiedad importante del carbón. Todo carbón tiene algo de humedad, lo que se llama humedad natural. El agua se puede dividir en las siguientes formas:

  • Humedad superficial: humedad presente en la superficie de las partículas de carbón.
  • Humedad higroscópica: Humedad retenida en las microgrietas del carbón por acción capilar.
  • Humedad de descomposición: Humedad retenida durante la descomposición de la materia orgánica.
  • Agua mineral: La estructura cristalina del agua, como la que se encuentra en la arcilla.

Mediante calentamiento, secado y otros métodos, se puede medir el contenido total de humedad para evaluar la calidad del carbón.

Volátiles

La materia volátil se refiere a los componentes liberados del carbón en entornos de alta temperatura y sin oxígeno. La mayoría de los volátiles consisten en hidrocarburos de cadena corta y cadena larga, aromáticos y algún contenido de azufre. A medida que aumenta el rango del carbón, el contenido de materia volátil disminuye.

Contenido de cenizas

La ceniza del carbón es el residuo incombustible que queda después de la combustión. El análisis de la ceniza puede dar el índice de calidad del carbón. La determinación de cenizas implica el cálculo de la relación entre el secado al aire y el secado en horno y generalmente se lleva a cabo utilizando un método de combustión a alta temperatura.

Carbono fijo

El carbono fijo se refiere al carbono que permanece en el carbón después de que desaparecen las sustancias volátiles. Es una base importante para calcular la cantidad de coque que se puede producir a partir del carbón.

Propiedades físicas y mecánicas

Densidad relativa

La densidad relativa, o gravedad específica, del carbón varía según el grado del carbón y las impurezas minerales presentes. Estos datos pueden ayudar a convertir estimaciones de recursos en reservas.

Distribución del tamaño de partículas

La distribución del tamaño de partícula del carbón depende de su grado, y generalmente es necesario procesarlo hasta obtener un tamaño correspondiente para poder usarlo de manera más eficiente en la combustión y el refinado.

Prueba de flotación

Las diferentes partículas de carbón tendrán diferentes densidades relativas, lo que hace que las pruebas de flotación sean fundamentales para mejorar la eficiencia energética y el valor de venta del carbón.

Prueba de desgaste

Las pruebas de desgaste evalúan el efecto del carbón en las operaciones mecánicas y su potencial de desgaste, y son fundamentales para el funcionamiento continuo del equipo.

Pruebas especiales de combustión

Energía específica

Los calorímetros de bomba se utilizan para medir la producción de energía específica del carbón, lo que es especialmente importante en los generadores de vapor.

Prueba de fusión de cenizas

El comportamiento de las cenizas de carbón a altas temperaturas es fundamental para la selección del carbón para la generación de energía a vapor. Los diferentes puntos de fusión afectan el funcionamiento y la eficiencia de la caldera.

Índice de oleaje de la caldera

La prueba del índice de hinchamiento de la caldera calienta el carbón en un tubo de ensayo estandarizado para evaluar su potencial para producir coque.

Clasificación del grado de carbón El carbón se clasifica según diversas normas internacionales. El carbón de mayor calidad tiene un mayor contenido de carbono y suele evaluarse de forma diferente en función de su impacto ambiental y su uso energético.

En este mundo que cambia rápidamente, los diferentes tipos de carbón se comparan no sólo en términos de sus propiedades químicas y físicas, sino también en términos de cómo estas propiedades pueden utilizarse para satisfacer la demanda actual de energía limpia de la sociedad. ¿Alguna vez has pensado en el papel que desempeñará el carbón en la futura transición energética?

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