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La industria del carbón

La industria del carbón. Dr. David Bell Profesor asociado Departamento de Ingeniería Química y Petróleo Universidad de Wyoming Laramie, Wyoming, EE.UU. Mina de carbón en el Powder River Basin, Wyoming, EE.UU. Análisis de carbón.

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La industria del carbón

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Presentation Transcript

  1. La industria del carbón Dr. David Bell Profesor asociado Departamento de Ingeniería Química y Petróleo Universidad de Wyoming Laramie, Wyoming, EE.UU. Mina de carbón en el Powder River Basin, Wyoming, EE.UU

  2. Análisis de carbón • Carbón es biomasa fosilizada que ha cambiado por laacción del calor y la presión durante millones de años. • El calor de la combustión: • HHV poder calorífico superior de mayor valor (English: higherheatingvalue) • Incluye el calor de condensación del vapor • LHV poder calorífico inferior de menor valor (English: lowerheatingvalue) • No incluye el calor de condensación del vapor

  3. El análisis inmediato: • (1) seseca el carbón. • (2) se calienta el carbón secado sin aire para producir volátiles (el gas + el alquitrán) y el coque sólido. • (3) El coque es quemado, dejando cenizas. • Carbono fijo se obtiene por diferencia (producción de coque – producción de cenizas). • El análisis elemental: • Composición elemental • C, H, 0, N, S (los elementos más comunes)

  4. Clasificación de carbón • Basado principalmente en el valor del poder calorífico. mayor menor

  5. Las reservas y la producción de carbón

  6. Comercio internacional • El carbón bituminoso es el más común en el comercio internacional. • Los carbones de menor grado tienen mayor densidad, y mayor costo de flete por la misma cantidad de energía. • Indonesia exporta carbón sub-bituminoso a las naciones asiáticas. • Los precios están aumentando debido al crecimiento económico en Asia.

  7. Elcarbón PowderRiverBasin (PRB) es carbón sub-bituminoso y es el de mayor producción en los EE.UU. (400 millones de toneladas/año).

  8. Lascenizas tiene bajo contenido de alcalinos, y tienen un punto de fusión muy alto.

  9. Combustión del carbón pulverizado

  10. Las plantas de combustión de carbón pulverizado recientes usan el diseño supercrítico.

  11. Los contaminantes regulados en los EE.UU. • CO • Controlado por la razón aire / carbón • NOx (óxidos de nitrógeno) • El diseño de quemadores de baja emisión de NOx • SCR (reactor catalítico) después de la caldera: • NOx + NH3 → N2 + H2O • Partículas • PM10: menos de 10 micrones • PM2.5: menos de 2.5 micrones • Filtro de manga o precipitador electrostático

  12. SO2 • Lavado con piedra caliza: SO2 + CaCO3 → CaSO3 + CO2 • Mercurio (nuevo) • Inyectar carbonos bromados aguas abajo del SCR para recolectar en filtro de manga. • CO2 • Todavía no es regulada. • Hay intenso debate político.

  13. CCS • CCS Captura y secuestro de carbono (English: carbon capture and sequestration): • Separa CO2, comprime, y dispone bajo tierra para mantenerlo fuera de la atmósfera. • EOR Recuperación aumentada de petróleo (English: Enhancedoilrecovery): • Supercrítico CO2 utilizado para disolver el petróleo que queda en antiguos reservorios de petróleo. • Acuífero salino • Rocas porosas llenas de solución salina. • Roca no porosa superior para evitar la pérdida de fluido (parecido a la reserva de petróleo y gas). • Reemplaza el agua con CO2

  14. Después de la combustión - Captura de carbono MEA monoetanolamina

  15. Combustión de carbón pulverizado Carbón bituminoso de Illinois El CO2 de los gases de combustión tiene baja presión parcial y requiere una gran cantidad de energía para removerlo. Hay gran interés en la investigación para remover CO2 de los gases de combustión.

  16. Oxicombustión • Quemar el carbón en oxígeno, no en el aire. • Temperatura de llama sería muy alta para los materiales de la caldera. Se diluye el oxígeno con los gases de combustión reciclados. • Los gases de combustión contiene principalmente el CO2 y el agua. • Se comprimen y se enfrían para eliminar el agua. • La separación de CO2 no es necesaria. • Planta de demostración FutureGen 2.0 en Illinois, USA. • Una planta de energía convencional convertida.

  17. Ciclo de conferencias • (1) Esta conferencia: La industria del carbón. • (2) Gasificación del carbón: La conversión del carbón a una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono (gas de síntesis). • (3) Aplicaciones de la gasificación: • La conversión de gas de síntesis a electricidad. • sustituir el gas natural. • producción de amoniaco, metanol y combustibles líquidos.

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