transformación por la acción de bacterias anaeróbicas, produciendose un progresivo enriquecimiento en carbono.
diferentes tipos de carbón mineral en función del grado de carbonificación
El carbón
Impurezas en el carbón
La ceniza procede del material mineral o inorgánico, aportado o absorbido durante el período de la carbonización, como la sílice.
En los poros y grietas de las vetas de carbón se depositan materias como limo, pizarra y pirita.
El Azufre se presenta en el carbón en formas diferentes:
– El S orgánico, que forma parte de la estructura molecular del carbón
– El S piritoso, que aparece como mineral pirita
– El S sulfato, principalmente como sulfato de hierro
La principal fuente de S es el ión sulfato presente en el agua. El agua dulce tiene una baja concentración de sulfatos, mientras que el agua salada tiene un elevado contenido de sulfatos. Por esta razón, el carbón bituminoso de USA que procede de depósitos orgánicos acumulados cuando los mares cubrían la misma tiene un alto contenido en S.
Humedad.- El carbón que se recibe en una planta termoeléctrica tiene una gran variedad de contenidos en humedad estructural y superficial, que se presentan en diversas formas.
La humedad estructural es un componente intrínseco, que se mantiene ligada a la estructura del carbón y no se puede eliminar con facilidad cuando el carbón se seca al aire.
La humedad superficial se ha añadido externa y posteriormente a la carbonización y se puede eliminar con la simple exposición del carbón al aire.
MANIPULACIÓN
La minería extractiva
Tratamiento del carbón bruto para eliminar impurezas y facilitar un suministro uniforme a la caldera.
El transporte de carbón hasta la central termoeléctrica representa a veces un factor importante en el costo total del combustible, de manera que como alternativa surgen las centrales instaladas en bocamina ya que minimizan los costos del transporte.
El almacenamiento y manipulación de las grandes cantidades de carbón que se requieren en una planta termoeléctrica de generación de energía, implican una cuidadosa planificación para evitar posibles interrupciones en el servicio de la misma.
La limpieza y preparación del carbón cubren un amplio campo de actividades, que se extiende desde la reducción del tamaño inicial, cribado, eliminación de materiales extraños y clasificación, hasta procesos mucho más complicados para eliminar la ceniza, el S y la humedad.
En la planta termoeléctricas, la reducción del tamaño de los trozos de carbón se limita a la trituración y pulverización.
TRITURACION
tambor dentado que lanza el carbón contra una placa para producir la trituración.
El tamaño máximo de partículas se determina por la separación entre el tambor y la placa.
Para impedir el agarrotamiento debido a impurezas metálicas, el tambor se puede desplazar y la placa puede bascular, separándose ambas partes para permitir el paso de las impurezas.
normalmente para reducir el carbón bituminoso tal como sale de la mina, a un producto de tamaño máximo entre 31,8 – 152 mm.
CALDERA QUE QUEMA CARBON TRITURADO
En los hogares mecanicos, el combustible alimenta una parrilla, en la que se quema con airecomburente ascendente, que pasa a través de la misma.
Permite quemar un amplio rango de combustibles y se utilizan en pequeñas centrales termoelectricas y en plantas de cogeneracion.
Desde todos los tipos de carbones hasta desechos de bagazo, cascaras y basura.
Los hogares mecánicos se componen de:
– Un sistema de carga o alimentación de combustible
– Una parrilla, estacionaria o móvil, que soporta la masa en combustión del combustible y admite a su través la mayor parte del airecomburente
– Un sistema de airesecundario que completa la combustión y limita las emisiones contaminantes a la atmósfera.
– Un sistema de descarga de cenizas
El combustible se alimenta continuamente por uno de los extremos de la superficie de la parrilla y se desplaza horizontalmente conforme se va quemando.
La ceniza residual tras la combustión, se descarga por el extremo opuesto al de alimentación.
El airecomburente se introduce por la parte inferior de la parrilla a través del lecho combustible que está ardiendo.
Se da lugar a un arrastre de partículas de combustible que están parcialmente quemadas.
Las partículas arrastradas (ceniza volante) se capturan en un colector de polvo y se devuelven al hogar para que completen la combustión.
El colector mecánico de polvo es muy eficiente en la captura de grandes partículas, como el Cinquemado que está en las partículas arrastradas de mayor tamaño.
Los carbones bituminosos arden fácilmente sobre parrilla móvil, sin necesidad de precalentamiento.
no obstante, puede ser necesario un calentador de aire cuando se pretenda mejorar la eficiencia de la unidad, siendo la temperatura de diseño para el aire de 180ºC.
Para lignitos y carbones subbituminosos con alta humedad, resulta imprescindible el empleo de un calentador de aire en el intervalo de
180 a 200ºC
?En hogares mecánicos de carga superior con alimentador
CALDERA QUE QUEMA CARBON PULVERIZADO
Reduciendo la superficie de la partícula por debajo de 50 micrones puede quemarse completamente en 2 segundos. Teniendo en cuenta que se trata de un combustible sólido, su combustión se asemeja la del gas y fuel oil.
A diferencia, las tecnologías que queman carbón triturado requieren tiempos de residencia en la zona de combustión de hasta 60 segundos.
El sistema se alimenta desde la parte superior con carbón triturado y un grupo de rodillos actúa comprimiéndolo contra un apoyo plano que rota continuamente.
Con el movimiento del rodillo se aplica cierta presión sobre el carbón y se produce la reducción del tamaño de partículas por fricción.
Con cada pasada se reduce el tamaño de partícula formándose una capa de carbón cada vez mas pequeña provocando un retraso en el grindado ya que se amortigua la presión del rodillo, pero esto evita un desgaste excesivo
La combinación de fuerza centrifuga con el desplazamiento de la capa de carbón provoca un volcado de las partículas de carbón hacia el borde de la placa móvil.
Mediante el soplado con un flujo de aire hacia arriba se produce el arrastre del lecho fluido de carbón.
La velocidad del aire es lo suficientemente baja como para arrastrar solamente las partículas mas pequeñas.
Al utilizar aire precalentado se produce el secado del carbón facilitándose así el proceso de combustión.
Los pulverizadores verticales son equipos efectivos para el secado del carbón, operando satisfactoriamente con carbones de hasta 40% de contenido de humedad.
Cuando el flujo de carbón comienza a elevarse su área aumenta y la velocidad comienza a disminuir, permitiendo el retorno de las partículas más grandes al área de grindado.
La parte superior cuenta con un separador centrifugo donde la mezcla carbón-aire entra por las aperturas donde adquieren impulso.
Las partículas más grandes impactan contra la pared del pulverizador perdiendo sustentación retornando al área de grindado, mientras que las más finas permanecen en suspensión, alcanzando la salida hacia el ducto de combustible.
Los primeros diseños surgieron en la década de 1930, donde el elemento pulverizador constaba de un conjunto de esferas de acero contenidas entre dos placas anulares empujadas por resortes.
En la década de 1970 se introducen los primeros pulverizadores a rodillo mejorando notablemente el rendimiento. Los rodillos pueden moverse de manera independiente en sentido radial, permitiendo al rodillo alinearse con la pista de grindado a medida que se desgasta. Esto permite mantener el rendimiento aun con el rodillo desgastado en un 60%.
Los pulverizadores horizontales grindan por impacto y abrasion .
El carbón y el aire precalentado entran a la zona de impacto donde se produce la primera reducción cuando colisionan contra elementos móviles que rotan a 600 rpm.
Luego pasan por otra etapa de reducción mediante elementos móviles y estacionarios. Debido a que el carbón se reduce rápidamente dentro del pulverizador, hay poco tiempo para su secado, de manera que el contenido de humedad se limita al 20%.
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