Caracterización Mineraloquímica

Caracterización Mineraloquímica y Estructural de Ceniza Volante Generadas por la Combustión de Carbón para el funcionamiento de la Central Termoeléctrica Santa María de Colbún

RESUMEN:

La central termoeléctrica Santa María es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía liberada en forma de calor, mediante la combustión de combustible fósil como es el carbón, aportando el 6% del consumo del Sistema Interconectado Central que consistente en 342 MW; el cual mediante dicha combustión genera unos subproductos de cenizas volantes y de fondo las cuales variaran de acuerdo con las calidades del combustible, siendo en promedio una proporción de 85% y 15%, respectivamente, con una razón de 370 Ton/día aproximadamente. Las cenizas de fondo corresponden a las escorias que caen al fondo del hogar de las calderas, mientras que las cenizas volantes corresponden a aquellas que fluirán con los gases de combustión hacia los filtros recolectores del material particulado (Precipitadores Electrostáticos). Dichas cenizas corresponden a un residuo industrial, tras la operación de la termoeléctrica, por lo cual requieren de una disposición final en el sitio de cenizas de la central; que consta de 1.250.000 m3. Actualmente estas cenizas se consideran como insumos tradicionales para las distintas iniciativas de empresas en la búsqueda de nuevas reutilizaciones, requiriendo de un estudio y análisis previo, la cual proporcione una base para las distintas áreas en las que puedan ser tratadas y reutilizadas; es por ello por lo que esta investigación entrega una caracterización mineraloquímica y estructural de la ceniza volante, realizada a través de ………. (a espera de ensayos, resultados y conclusiones)

PALABRAS CLAVES: Central termoeléctrica, Combustible fósil, Ceniza volante.

ABSTRACT:

The Santa María thermoelectric power station is a facility used for the generation of electric power now of the energy released in the form of heat, through the combustion of fossil fuel such as coal, contributing 6% of the consumption of the Central Interconnected System. in 342 MW; which by means of said combustion generates by-products of fly ash and bottom that will vary according to the qualities of the fuel, being on average a proportion of 90% and 10%, respectively, with a ratio of approximately 370 Ton / day. The bottom ash corresponds to the scoria produced in the hearth of the boilers, while the fly ash corresponds to the emissions of combustion gases to the particulate material collection filters (electrostatic precipitators). These ashes correspond to an industrial waste, after the operation of the thermoelectric plant, for which a final disposal is required at the ash site of the plant; It consists of 1,250,000 m3. At this time, it can be considered as inputs for the different companies of companies in the search for new reuses, such as a study and a previous analysis, which provides a basis for the different areas in which they can be treated and reused; That is why this investigation. a chemical and structural mining characteristic of fly ash carried out through .......... (pending trials and conclusions)

KEYWORDS: Thermoelectric plant, fossil fuel, fly ash.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad el carbón es uno de los combustibles fósiles mas importantes en la producción de energía eléctrica a nivel mundial. Colombia es la principal fuente de producción de energía eléctrica y el principal exportador de este combustible gracias a la gran reserva de carbón con que cuenta el país. En Chile la utilización del carbón como materia prima para el funcionamiento de las termoeléctricas, repercute de manera significativa a nivel ambiental ya que genera residuos contaminantes como las cenizas volantes, que poseen diferencias en su composición química, su mineralogía y granulometría, dependiendo del tipo de carbón, el proceso y temperatura de combustión, etc.

Desde el comienzo de la combustión del carbón a nivel mundial para la generación de energía en 1920, millones de toneladas de ceniza volante se han generado en el mundo como consecuencia del proceso de funcionamiento de las termoeléctricas (Anon., 1914); estimándose alrededor de 1000 millones de toneladas, así la cantidad de residuos del carbón que son producidas por las centrales térmicas y las fabricas aumentan día a día en todo el mundo y la eliminación o la reutilización de ellas se ha convertido en un grave problema ambiental. La reutilización actual de las cenizas a nivel mundial varió considerablemente desde un mínimo de 3% a un máximo de un 57%, sin embargo, el promedio mundial solo asciende al 16% de la ceniza total (Kruse et al., 2012), donde una gran cantidad de ceniza aún es revertida en vertederos, sitios de acopio o lagunas a un costo significativo para el medio ambiente y los habitantes cercanos aquellos lugares. Las partículas de cenizas volantes se consideran material puzolánico con propiedades como la permeabilidad, fricción interna angular, y características de consolidación (Ward et al., 2005); la cual las hacen adecuadas para su uso en la construcción de carreteras, fabricación de ladrillos, fabricación de cemento, materiales de construcción de hormigón o productos de hormigón mezclado, etc.; otras características fisicoquímicas importantes de las cenizas es la densidad, tamaño de partícula, porosidad, capacidad de retención de agua y superficie la cual lo hace adecuado para su uso como adsorbente. Desde la perspectiva de la generación de energía, las cenizas volantes son un desperdicio de material, mientras que, desde una perspectiva de utilización del carbón, las cenizas volantes son un recurso que aún no se ha utilizado plenamente.

Muchos investigadores han estudiado el uso de cenizas volantes en la producción de cemento como material aditivo. En general, la granulometría y la finura de las cenizas volantes tienen un efecto importante sobre la resistencia; las partículas finas se comportan como núcleo para iniciar y acelerar las reacciones de hidratación. Los primeros estudios muestran que el contenido de calcio y distribución de tamaño de partículas de las cenizas volantes son los parámetros más importantes que rigen la tasa de desarrollo de la

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