Title

EFFECT OF BLENDING PET-COKE ON COMBUSTION CHARACTERISTICS OF PCI COALS

EFFECT OF BLENDING PET-COKE ON COMBUSTION CHARACTERISTICS OF PCI COALS1

Authorship

Gill, Trilochan; Gupta, Sushil; Sahjawalla, Veena

Gill, Trilochan

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Gupta, Sushil

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Sahjawalla, Veena

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DOI

10.5151/2594-357x-0084

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Abstract

Carvões minerais dos tipos baixo e alto voláteis são largamente utilizados em misturas para PCI, mas coques de petróleo tem também sido utilizados, geralmente como substitutos para os carvões baixo voláteis. O objetivo deste trabalho e o de estudar a nível laboratorial o impacto causado pelo coque de petróleo nas características de combustão da mistura de PCI quando o mesmo e utilizado conjuntamente com o carvão mineral. As propriedades físicas e químicas dos carvões e coques de petróleo foram caracterizadas através do emprego de uma gama de técnicas analíticas. A estrutura do carbono das amostras de carvão e do "char" foi determinada por meio de difração de raios-X. As misturas de carvão e coque de petróleo foram injetadas em um forno experimental do tipo tubo de queda (Drop-tube furnace - DFT) a fim de determinar as características do "char" e da queima sob condições controladas de combustão. As taxas de reação do "char" foram medidas em um reator experimental do tipo plataforma fixa (fixed-bed reactor). Como esperado, a queima do carvão alto volátil foi maior do que a do baixo volátil. Entretanto não foi possível estabelecer uma relação entre a queima e taxas de reação a matéria volátil total das misturas de carvão. Em geral a queima do coque de petróleo foi inferior a queima dos carvões. A estrutura do carbono do coque de petróleo provou ter forte influencia na queima de tal forma que ate 10% de participação do coque de petróleo na mistura não mostraram nenhum efeito significativo na queima dos carvões.

Low and high volatile bituminous coals are widely used in PCI blends, but petroleum coke has also been used, often as a cheaper substitute for low volatile coal. The paper aims to study the effect of blending petroleum-cokes with bituminous coals on the combustion characteristics under laboratory conditions. Both physical and chemical properties of coals and pet-cokes were characterized using a range of analytical techniques. The carbon structure of coal and char samples was characterized using X-ray diffraction. Coal and pet-coke blends were injected in an experimental drop-tube furnace (DTF) to characterize char characteristics and burnout under controlled combustion conditions. Char reaction rates were measured in an experimental fixed- bed reactor. The burnout of high volatile coal was higher compared to low volatile coal as expected, however the burnout and reaction rates could not be related to total volatile matter of coal blends. In general, burnout of pet-coke blends was lower than the burnout of coals. The carbon structure of pet-cokes is shown to have a strong influence on the burnout such that up to 10% blending of pet-coke did not show any appreciable effect on the burnout of coals.

Keywords

PCI; Pet-coke; XRD; Blast furnace.

PCI; Pet-coke; XRD; Blast furnace.