INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN DE CLÍNKER Y CEMENT0

Transcripción

1 INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN DE CLÍNKER Y CEMENT0 Expositor : MG. Ing. Química PERCY CASTILLO NEIRA Experto Internacional en Combustión y Procesos Industriales

2 INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN DE CLÍNKER Y CEMENT0 OBJETIVOS Establecer que existe un inmenso potencial de optimización técnica, económica y ecológica en las plantas cementeras Proponer la innovación tecnológica como herramienta fundamental para aprovechar tal potencial de optimización Mostrar casos prácticos de innovación tecnológica que representan proyectos de inversión técnicamente factibles, económicamente rentables y ecológicamente responsables. Demostrar que resulta indispensable la participación directa y comprometida de los ingenieros y técnicos responsables del funcionamiento de planta, para conseguir resultados de optimización efectivos y sostenibles

3 Fuente: GETTING THE NUMBER RIGHT (GNR) CSI Revista Cemento & Concreto FICEM Kcal/Kg de Ck

4 Llama típica de quemadores comerciales en hornos cementeros Fuente: GETTING THE NUMBER RIGHT (GNR) CSI Revista Cemento & Concreto FICEM 2014

5 LLAMA CONICA HUECA QUEMADOR CHF (Conical Hollow Flame)

6 Balance Térmico mínimo aceptable de un Horno Cementero en el Siglo XXI Diagrama de Sankey

7 Potencial de Optimización Promedio actual en Hornos Cementeros 110 kcal/kg de Clínker producido

8 Potencial de Optimización Promedio actual en Hornos Cementeros Llama quemador comercial Llama quemador CHF Costo promedio de 1 MM Kcal/Kg en Latinoamérica = 20 US$/MM Kcal 110 Kcal/Kg = Kcal/TM = 110 MM Kcal/ TM/día 110 MM Kcal/día. 20 US$/MM Kcal = 2200 US$/día = US$/año Promedio producción hornos en Latinoamérica: 1.5 MM US$/año

9 RESULTA FÁCIL COMPLICAR LA TECNOLOGÍA, LO VERDADERAMENTE IMPORTANTE ES SIMPLIFICARLA La tecnología desarrollada por fabricantes y proveedores en el siglo XX, resulta innecesariamente complicada, costosa, ineficiente y contaminante, Las comunicaciones ilimitadas y disponibilidad de información han permitido que el Siglo XXI se caracterice por la simplificación de la tecnología y eliminación de cualquier forma de dependencia tecnológica. Como un ejemplo de lo mencionado, la Teoría Inorgánica de la Combustión ha demostrado que el proceso fisicoquímico más importante del planeta resulta maravillosamente simple y que todos los ingenieros de plantas industriales pueden y deben ser expertos en este campo

10 Todo el universo es materia y energía La energía es materia en movimiento

11 Nuestro universo conocido ha sido creado por un Ingeniero

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13 «EL SOFTWARE QUE NO PUEDE SER UTILIZADO POR UN AMA DE CASA NO SIRVE PARA NADA» «DESDE QUE LOS MATEMÁTICOS INVADIERON LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD, YO MISMO YA NO LA ENTIENDO MÁS»

14 TEORÍA INORGÁNICA DE LA COMBUSTIÓN El proceso fisicoquímico más importante del planeta Resulta maravillosamente simple Todos los combustibles son combinaciones carbono/hidrógeno con un contenido variable de impurezas Todos los combustibles se disocian antes de quemarse y queman siempre en forma elemental: C + O2 = CO2 y 2H + O2 = H2 O La combustión siempre es heterogénea Siendo la combustión del Hidrógeno instantánea, la partícula de carbón resulta determinante en el desarrollo de la combustión El manejo de la combustión constituye fundamentalmente un problema de mecánica de fluidos, cinética química, termodinámica y transferencia de calor.

15 PROYECTOS DE INNOVACiÓN TECNOLÓGICA EN PLANTAS CEMENTERAS Para demostrar la factibilidad de Innovaciones tecnológicas en todo el proceso de fabricación de clínker y molienda final de cemento, vamos a mostrar algunos de los proyectos que venimos ejecutando con excelentes resultados en plantas de los principales grupos cementeros latinoamericanos

16 Proyecto 1 IMPLEMENTACIÓN DE LLAMA CÓNICA HUECA EN EL HORNO La llama cónica hueca en el horno cementero resulta fundamental para optimizar el proceso de clinkerización Separación de zonas Buena nodulización Mayor concentración térmica Protección de costra formada Eliminación de anillos Eliminación clínker polvoso Mejor rendimiento enfriador Mayor recuperación de calor Mejor control de volátiles

17 Quemador CHF (Conical Hollow Flame) SLA Reconociendo que cada horno tiene su propia personalidad, derivada de las características del crudo y combustibles utilizados, efectuamos la adaptación de nuestro diseño específicamente para cada proyecto. Habiendo comprobado que el equipo más importante en cualquier planta industrial siempre es el de Recursos Humanos, desarrollamos nuestros proyectos con participación directa y comprometida de sus propios ingenieros y técnicos, asegurando la sostenibilidad de resultados.

18 Quemador CHF - GNA

19 Los quemadores comerciales actuales no forman llama cónica hueca Quemador POLFLAME de POLYSIUS

20 Los quemadores comerciales actuales no forman llama cónica hueca Quemador Mono Air System (MAS) de UNITHERM

21 Los quemadores comerciales actuales no forman llama cónica hueca Quemador DUOFLAME de FLS

22 Los quemadores comerciales actuales no forman llama cónica hueca Quemador NOVAFLAM de PILLARD

23 Proyecto 2 Optimización del diseño para asegurar combustión completa en el precalcinador El maravilloso proceso de precalcinación permite realizar simultáneamente y en el mismo reactor, la combustión exotérmica con la descarbonatación fuertemente exotérmica

24 Optimizar la combustión en el Flash Calciner para evitar postcombustión y atoros en los ciclones y si no lo conseguimos? Cañones para limpiar las pegaduras en vez de evitar las causas de presencia de fase líquida que las ocasiona.

25 Proyecto 3 Molienda separada de caliza y correctores con dosificación en transporte neumático Tamaños ideales de partículas: Calcio: 125 micras Molienda conjunta: Innovación Tecnológica : Sílice: 45 micras Calcio: 45 micras Silice: 125 mcras. Molienda de Calcio 125 micras Molienda de Sílice: 45 micras

26 Proyecto 4 Eliminación del retorno de polvo de filtros al sistema de alimentación al horno Fundamento: Las partículas de menos de 5 micras no son retenidas por separadores estáticos (ciclones). Alternativas Pelletización del polvo y alimentación directa al horno Utilización de los finos como Filler calizo en la molienda final de cemento. Utilización de polvos finos en otros sectores

27 Proyecto 5 Control de los circuitos de volátiles instalando un by pass entre el Riser y el VTI Ventajas del sistema: Ahorro de la instalación de un filtro adicional Sangrado de volátiles en exceso Mejora resistividad eléctrica de partículas finas

28 Proyecto 6 IMPLEMENTACIÓN DE PRECALCINACIÓN CON GAS NATURAL EN EL RISER SIN AIRE TERCIARIO La precalcinación resulta indispensable en cualquier horno cementero del mundo, efectuando en 6 segundos con los polvos en suspensión de gases en el interior de la llama, lo que se demora 30 minutos en el piso del horno rotatorio. Para implementar este sistema sin aire terciario: Transportar calor por el horno con llama cónica hueca Instalar en el Riser quemadores de alta velocidad.

29 Proyecto 7 Modernizaciòn del diseño de refractario en el horno rotatorio con llama cónica hueca Los hornos con quemadores comerciales generalmente forman una llama alargada para evitar el impacto de llama, única causa que daña costra y refractario. Al disponer de llama cónica hueca en el horno, el requerimiento de ladrillo refractario se restringe específicamente a la zona de llama

30 Proyecto 8 Sistema de transporte neumático del aire residual del enfriador y polvo de clínker a la molienda de cemento En el transporte de aire residual del Enfriador a los molinos verticales de Cemento en forma absurda se instalan multiciclones para separación del polvo de clinker, sin tomar en cuenta que está siendo conducido a su lugar.

31 Proyecto 9 HORNO DE CAL TIPO FLASH Producción de Cal en el Horno con Precalcinador, utilizando el Horno Rotatorio como Enfriador. Aplicable cuando se dispone de calcita y/o conchuela marina molidos con una finura controlada. El polvo arrastrado por los gases será Carbonato de Calcio comercializado como insumo para base de pinturas, preparación de alimento para aves, regulación de acidez en terrenos agricolas, etc.

32 Proyecto 10 El equipo más importante en cualquier planta industrial siempre es el de Recursos Humanos Proyecto de Modificación del quemador y optimización de la combustión en la planta de Vallemí del INC en Paraguay

33 ARTÍCULO PUBLICADO EN EL DIARIO ABC DE ASUNCIÓN EN PARAGUAY

34 Muchas Gracias! Cualquier consulta y/o pregunta vinculada con el Tema de exposición Los 3 últimos libros y/o 48 artículos publicados este año por el Ing. Percy Castillo en la Revista ilitec. Participación en los proyectos de investigación aplicada para innovación tecnológica del ilitec. En forma gratuita y sin compromiso en: « La mejor tecnología en combustión al alcance de un click