Efecto del contenido de oxígeno y metano en la cinética de oxidación de un carbonizado de carbón

  • Jennifer Laverde - Múnera Grupo de Química de Recursos Energéticos y Medio Ambiente, Instituto de Química, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia
  • Pedro Nel Alvarado -Torres Materiales Avanzados y Energía (MATYER), Facultad de Ingenierías, Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM), Medellín, Colombia
  • Wilson Ruiz - Machado Grupo de Química de Recursos Energéticos y Medio Ambiente, Instituto de Química, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia

Resumen

Se evaluó el efecto de la adición de metano en un carbonizado de carbón sometido a reacción con concentraciones de oxígeno bajas. Desde un punto de vista cinético, dicho efecto es determinando por la energía de activación (Ea) y por el factor preexponencial para diferentes concentraciones de oxígeno y mezclas de oxígeno y metano. Se preparó un carbonizado con un tamaño de partícula de 75 a 150 μm a partir de un carbón bituminoso altamente volátil, y se determinaron los parámetros cinéticos de la oxidación empleando el método termogravimétrico de velocidad máxima. Las variables evaluadas en la cinética de oxidación fueron la concentración de oxígeno (5, 8 y 21 %), y el efecto de la adición de metano en el medio de reacción (5, 10 y 14 % de metano mezclado con 5 % de oxígeno). Los resultados mostraron que la Ea disminuía al aumentar la concentración de oxígeno, en tanto que al agregar metano se observó un efecto promotor cuando este correspondía al 5 % de la mezcla total; sin embargo, cuando el porcentaje de metano aumentaba, la Ea también lo hacía debido a la rápida reacción del oxígeno con el metano en fase homogénea comparada con la reacción heterogénea del oxígeno con el carbonizado. La Ea obtenida con 5 % de oxígeno fue de 122,9 kJ/mol y con 21 %, de 90,69 kJ/mol; en presencia de metano al 5 % y 5 % de oxígeno, la Ea fue de 110,7 kJ/mol, y aumentó hasta 170,8 kJ/mol cuando el metano representaba el 14 % de la mezcla. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

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Publicado
2017-06-30
Cómo citar
Laverde - Múnera, J., Alvarado -Torres, P. N., & Ruiz - Machado, W. (2017). Efecto del contenido de oxígeno y metano en la cinética de oxidación de un carbonizado de carbón. Revista De La Academia Colombiana De Ciencias Exactas, Físicas Y Naturales, 41(159), 221-229. https://doi.org/10.18257/raccefyn.452
Sección
Ciencias químicas