Carbonización a pequeña escala

Descripción general del proceso

El proceso de elaboración de coque a pequeña escala es el siguiente:

• El carbón se tritura para lograr un tamaño máximo establecido y la humedad de la carga se ajusta a un valor deseado. Después, el carbón se empaqueta en una caja a una densidad aparente establecida.
• La caja se introduce en el horno de coque a pequeña escala que se había preparado a una temperatura predeterminada.
• Se inserta una sonda de temperatura en el centro de la carga de carbón.
• El producto cocido se descarga del horno de coque 30 minutos después de que el centro de carga haya alcanzado la temperatura deseada.
• El coque se enfría con agua y se seca en un horno de convección forzada a 110 °C.
• Después, el coque seco se pesa y se estabiliza. Esto aporta información sobre el rendimiento del coque.
• A continuación, el coque se submuestrea para su análisis. Dado que la masa de la muestra es relativamente pequeña, la prueba de coque suele limitarse a la prueba de reactividad de coque (CRI, CSR). También puede determinarse la porosidad del coque, así como realizarse pruebas analíticas rutinarias como un análisis proximal, de azufre total y de la química de la ceniza.

Advertencia: El ancho de los hornos de coque a pequeña escala es de solo 105 mm, en comparación con un horno industrial con un ancho de ~500 mm. Esto limita la capacidad de estos hornos para simular realmente prácticas industriales como consecuencia de diversos problemas de transferencia de calor. Por lo tanto, a menudo es necesario realizar un trabajo de ensayo para comparar el rendimiento del horno de pequeña escala con el horno de coque de escala piloto.

Sistemas de control

Durante la preparación de la muestra para la elaboración del coque, todos los datos se obtienen mediante el sistema interno de gestión de la información del laboratorio de ALS. Este sistema está conectado a todos los balances para garantizar que existe un proceso totalmente visible y auditable. Durante la elaboración del coque, las temperaturas de la pared del horno se controlan mediante la gestión de datos cRIO y el sistema de registro de datos que controla tres tiristores de estado sólido que, a su vez, controlan 12 elementos SiC por horno. Los datos de la pared y las temperaturas centrales se obtienen mediante la función de registro de datos cRIO. Durante las pruebas de coque, el sistema de gestión de la información del laboratorio vuelve a obtener todos los datos. El análisis de coque generalmente se prueba de forma duplicada, y los resultados que se salen de los límites de repetibilidad estándar se vuelven a probar.

Apoyo de laboratorio

Por lo general, se requiere una caracterización completa del carbón surtido. Esto suele ser un submuestreo antes de la elaboración y procesamiento del carbón mediante la extensa red de laboratorios de ALS.