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Publicado
A study of coal-solid waste blend reactivity
Estudio de reactividad de mezclas de residuos sólidos - carbón
DOI:
https://doi.org/10.15446/ing.investig.v28n2.14904Palabras clave:
co-combustion, coal, biomass, reactivity, thermal analysis (en)co-combustión, carbón, biomasa, reactividad, análisis térmico (es)
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The Flynn-Wall-Ozawa method was used for analysing coal-solid waste blend reactivity in an oxidising atmosphere. The presence of biomass strongly affected coal combustion kinetics when the blend contained more than 30% of it. Activation energy values (evaluated by different blends) were 28.7495 kJ/mol for 0% biomass, 31.3915 kJ/mol for 30% biomass, 39.0365 kJ/mol for 50% biomass, 102.431 kJ/mol for 70% biomass and 107.8075 kJ/mol for 100% biomass; these values were close to those reported in the literature. First-order kinetics correlated the data very well for the 100% coal sample and the blend having 30% biomass and 70% coal. Eighth-order kinetics were more suitable for correlating the experimental data for the 70% biomass-30% coal blend and the 100% biomass sample. Combustion was done without previous pyrolysis of the blends; however segregation of phenomena could be appreciated. This seems to indicate that combustion and devolatilisation are independent processes which should be taken into account when building equipment using these kinds of blend.
La reactividad de mezclas de residuos sólidos y carbón en atmósfera oxidante fue analizada usando el método de Flynn Wall Ozawa. La cinética de la combustión es fuertemente afectada por la presencia de biomasa, cuando la relación en la mezcla es superior al 30%. Los valores de la energía de activación evaluados para diferentes mezclas fueron: 28.7495 kJ/mol para 0% de biomasa, 31.3915 kJ/mol para 30% de biomasa, 39.0365 kJ/mol para 50% de biomasa, 102.431 kJ/mol para 70% de biomasa y 107.8075 kJ/mol para 100% de biomasa. Estos valores son cercanos a los reportados en la literatura. Se encontró también que para la muestra de carbón al 100% y la mezcla de 30% biomasa y 70% de carbón una cinética de primer orden correlaciona muy bien los datos; mientras que para la mezcla de 70% biomasa 30% carbón y la muestra de 100% biomasa, una cinética de orden 8 es más adecuada para correlacionar los datos experimentales. La combustión se hizo sin la pirólisis previa de las muestras; sin embargo, es posible apreciar una división del fenómeno. Esto parece indicar que la combustión y la devolatilización son procesos independientes, lo cual es importante en la construcción de equipos para este tipo de mezclas.
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