Título de la presentación1
BIODESULFURIZACIÓN DE CARBONES
Septiembre de 2010
Convenio: Cementos Argos - Universidad Nacional de Colombia -SENA
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1. Objetivo2. Generalidades sobre el carbón
• Azufre en el carbón• Carbón usado en el proyecto• Efectos del azufre
3. Biodesulfurización• Tipos de proceso empleados en el proyecto• Ventajas• Microorganismos
4. Resultados• Lechos empacados• Suspensión• Neutralización• Planta Piloto
5. Conclusiones
CONTENIDO
OBJETIVO
Evaluar el proceso de biodesulfurización de carbones, empleandomicroorganismos, como alternativa biotecnológica para el usosostenible del carbón proveniente de minas, con altos contenidosde azufre, pertenecientes a cementos Argos S.A.
GENERALIDADES SOBRE EL CARBÓN
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Generalidades
• Combustible fósil• Macromolécula heterogénea, no cristalina• Compuesto por materiales orgánicos e
inorgánicos
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Azufre en el carbón
• Inorgánico (no hace parte de la estructura)– Sulfuros
• Pirita (FeS2): Predominante, distribución aleatoria• Esfalerita (ZnS)• Galena (PbS)
– Sulfatos (SO42-)
• Orgánico (hace parte de la estructura, enlace covalente)– Tioles aromáticos o alifáticos– Sulfuros o disulfuros aromáticos, alifáticos o
mezclados– Tiofenoles
Colombia
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Carbón usado en el proyecto
Mina El Guacamayo, Puerto Libertador
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Carbón usado en el proyecto
Formas de azufre promedio para diferentes mantos (H,I,K,M)
0,34%
1,20%
2,49%
0,44%
0,34% < Azufre total < 4,48%
Res 623/98: S Total < 1,5%
Restricciones proceso
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Efectos del azufre
• Atmósfera
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Efectos del azufre
• Producción de cemento– Formación de anillos y costras en los hornos de
clínker– Reduce viscosidad y tensión superficial de la
fase líquida• Positivo:
– Forma fase líquida– Facilita reacción formación alita y belita– Sinergia mineralizadores
• Negativo– Forma clinker fino
» Enfriamiento llama por recirculación de polvo» Infiltración en refractario
– Puede reducir disponibilidad de CaO para formar alita por la formación de CaSO4
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Efectos del azufre
• Producción de cemento– Favorece la formación de sulfatos alcalinos
• Positivo: – Si hay muchos álcalis
• Negativo– Si hay pocos álcalis
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Efectos del azufre
• Control azufre– Pre-combustión
• Procesos:– Físicos– Químicos– Biológicos– Combinación
– Post-combustión• Uso de carbonatos para capturar azufre• Dispositivos de control
BIODESULFURIZACIÓN
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Tipos de proceso
• Lechos empacados (Batch)
24 días
160 días
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Tipos de proceso
• Suspensión agitada– Menor tiempo proceso– Mayor eficiencia– Proceso continuo
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Ventajas biodesulfurización
• Simplicidad y versatilidad de diseño y operación
• Aplicación en locaciones remotas• La operación no requiere mano de obra
calificada• Puesta en marcha sencilla• Costos de operación bajos
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Microorganismos
Rhodococcus rhodochrous
Acidithiobacillus thiooxidans
Acidithiobacillus ferrooxidans
RESULTADOS
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Lechos empacados
Remociones en lechos empacados
• Incremento S total• Baja remoción pirita• Azufre orgánico• Precipitación sulfatos• 24 días
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Suspensión agitada
• Ensayo preliminar
Remociones en erlenmeyer
• Tamaños• 24 días• Batch• Costoso
52,64%
89,45%96,27% 98,13%
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Suspensión agitada
• Ensayo continuo
Remociones en biorreactores 5 litros
• 1,25 l/d• 17% carbón en solución• Cerca norma• Lavado de sulfatos• Remoción diaria
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Suspensión agitada
• Microscopía electrónica de barrido
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¿Y EL AZUFRE ORGÁNICO?
Rhodococcus rhodochrous
NEUTRALIZACIÓN
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Neutralización
Lixiviado
Mezcla CKD
Precipitado y Clarificado
Molienda
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Neutralización
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Planta piloto
CONCLUSIONES
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• Ventaja métodos biológicos• Comportamiento hidráulico de lechos y pilas• Agitado continuo, más eficiente• Tratamiento de lixiviados con CKD• Cerrar ciclos• Empresa sotenible
Muchas gracias por su atención