Estudio del comportamiento térmico del coque de petróleo y de sus mezclas con carbones bituminosos colombianos

Abstract

En este estudio se evalúa el efecto de coque del petróleo como aditivo a mezclas de carbones para la producción de coque metalúrgico. Se seleccionaron 10 carbones y se caracterizaron por análisis próximo, análisis elemental, índice de hinchamiento libre, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier en reflectancia difusa (DRIFTS) y análisis termogravimétrico (TGA). Los materiales se carbonizaron individualmente y los productos se caracterizaron mediante los índices de calidad del coque reactividad con CO2 (CRI) y resistencia mecánica después de reacción con CO2 (CSR). Los resultados muestran que los índices de reactividad y resistencia mecánica de los coques presentan una relación con la organización estructural y la estabilidad térmica de los carbones individuales. Se diseñaron y carbonizaron mezclas tomando como base un carbón bituminoso bajo volátil (S-9), como segundo componente carbones de diferente rango (SL-2, SL-510, S-5, S-7 y S-16), manteniendo la relación constante entre ellos, y coque de petróleo como aditivo en porcentajes de 10, 20 y 30. Los resultados mostraron que el comportamiento térmico de las mezclas se encuentra estrechamente relacionado con el rango de los carbones precursores y se modifica por la adición de coque de petróleo representando beneficio económico y una alternativa de uso para un material que se produce en grandes cantidades. / Abstract. This study evaluates the effect of petroleum coke as an additive to coal blends for metallurgical coke production. Ten (10) coals were selected and were characterized by proximate analysis, elemental analysis, swelling index free, Diffuse reflectance Fourier infrared transform spectroscopy (DRIFTS) and thermogravimetric analysis (TGA). The materials were carbonized individually and the products were characterized by coke reactivity with CO2 (CRI) and mechanical strength after reaction with CO2 (CSR) indexes. The results show that reactivity and strength of coke indexes have a relationship with the structural organization and thermal stability of the individual coals. Coal blends were designed and carbonized where low volatile bituminous coal (S-9) was base coal, different rank coals where used (SL-2, SL-510, S-5, S-7 and S-16) as second component, keeping constant the ratio of coals and petroleum coke as an additive in percentages of 10, 20 and 30. Thermal behavior of blends is closely related to the rank of coal precursors. This behavior is modified by the addition of petroleum coke. The use of petroleum coke in blends with coals representing cost savings and an alternative use for a material that is produced in large quantities.