Proceso de obtención del coque
El coque se define como el producto sólido de la destilación a alta temperatura de un carbón o mezcla de carbones (generalmente bituminosos), al cual se le elimina el contenido volátil, incrementando el carbono fijo, con o sin la adición de otros materiales. El coque depende de las materias primas de partida, de las características de los hornos donde se realice el proceso, y del modo operativo que se siga. El proceso de obtención de coque consiste en someter una mezcla de carbones con ciertas características a destilación o calentamiento en ausencia de aire en un horno diseñado para este fin, este proceso es llamado coquización. En la coquización se obtiene: •
Producto sólido coque
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Producto líquido alquitrán, compuesto de hidrocarburos y licor acuoso.
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Gases que se aprovechan como subproductos.
El balance de materiales provee 70 - 75% de sólidos, 20 - 22% de alquitrán y el resto gases. Tecnologías de producción de coque
A nivel industrial se aplican cuatro tipos de tecnologías tecnologías para la fabricación fabricación de coque: • Hornos verticales • Hornos solera • Hornos colmena • Hornos pampa.
Los hornos para coquización pueden ser: -
Sin aprovechamiento de subproductos entre los cuales cuales se tienen los de pampa, colmena y de solera.
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Con aprovechamiento de subproductos, el más representativo de los cuales es el de paredes verticales.
Hornos verticales
El proceso de coquización más utilizado en la actualidad en el mundo para la fabricación de coque de alta calidad es el denominado de “Hornos Verticales”. La s partes del horna vertical consta esencialmente de tres secciones a saber: a) Una destinada al recibo, manejo y preparación de los diversos carbones que se utilizan para conformar la mezcla que se carga a los hornos. b) Una batería, la cual está constituida por un conjunto de hornos verticales, colocados uno a continuación del otro, pero separados entre sí por una pequeña cámara de combustión. c) Una sección donde se separa el gas del coque, una serie de compuestos que es necesario remover para que este gas pueda circular por las diversas tuberías y equipos (caso del alquitrán y naf talina) y además se separan algunos otros compuestos de cierto valor comercial, como el amoniaco, el ácido sulfídrico, los benzoles y toluoles. Se utiliza una mezcla de carbones de buenas propiedades coquizables, si ésta se tritura a un tamaño en que el 80% sea inferior a 3.2 mm y se controlan las principales variables de operación, tales como la densidad de carga y temperatura y tiempo de coquización, los hornos verticales producen las mejores calidades de coque que puedan obtenerse.
Hornos de Solera
Son hornos de sección rectangular con bóveda cilíndrica. Se caracterizan porque en la parte interna de cada muro se localiza una serie de conductos, los cuales se comunican con el piso o solera. Los gases generados durante el proceso de coquización son obligados a circular por la solera, donde se inyecta aire para su combustión. Los productos gaseosos de esta combustión transfieren su calor sensible tanto a la solera como a las paredes y de aquí a la masa de carbón, para realizar la coquización en 24 horas. La capacidad de estos hornos varía entre 5 y 6 toneladas de carbón y se obtienen producciones que oscilan entre 3 y 4 toneladas de coque, dependiendo de la cantidad de carbón cargado. El rendimiento real de coque es del 62% aproximadamente. Si se cargan mezclas coquizables adecuadas, se obtiene una granulometría satisfactoria y se controlan los principales parámetros de operación. Los hornos de solera producen buenas calidades de coques siderúrgicos.
Hornos Colmena
Básicamente consiste en una cámara semiesférica con una bóveda en forma de domo. El diámetro interno oscila entre 2.5 y 3m, mientras que las alturas varían entre los 3 y 3.5 m. Los hornos se cargan hasta una altura de 50 - 60 cm, lo cual corresponde a una carga de 3.5 a 4 ton. de carbón, para una producción de 2 a 2.5 toneladas de coque. El rendimiento real de estos hornos oscila entre el 56 y el 58%. El coque fabricado en hornos de colmena a partir de mezclas coquizables adecuadas y teniendo esta una granulometría satisfactoria, es de relativamente buena calidad.
Hornos de Pampa.
Los hornos de pampa constituyen la versión más rudimentaria y obsoleta de todos los tipos de hornos utilizados para la fabricación de coque. Consisten esencialmente de un piso horizontal de ladrillo y paredes laterales construidas en el mismo material. En los extremos del horno existen puertas para el cargue del carbón y descargue del coque. Estas puertas se sellan luego de cargado el horno.
Los hornos vacíos se calientan quemando maderas o llantas y cuando se alcanza la temperatura requerida se cargan y se cubren con arena o finos de coque. El apagado se realiza por asfixia con tierra. El proceso de coquización dura entre 15 y 18 días, dependiendo del tamaño del horno. El rendimiento de coque a carbón es del 50% aproximadamente, debido al tiempo de coquización excesivamente largo. El coque producido en estos hornos es de baja resistencia y por ello su uso está restringido al secado de granos y de arroz.
A continuación se muestra dos tabla en donde se describe las comparaciones de los diferentes hornos en la producción de coque.
Referencias bibliográficas
Manual de Carbones y Coquización Ignacio Báez Rodríguez UPTC – Sogamoso Manual de Carbones y Coque ING. M.Sc MARCO ANTONIO ARDILA B.
