Instrumentación y análisis de gases para la industria cementera
Instrumentación y análisis de gases para la industria cementera
La producción de cemento es un proceso complejo que exige rigor y precisión para obtener productos de excelente calidad que cumplan las normas medioambientales. Controlar el proceso de la fábrica de cemento con instrumentos fiables de medición de la presión, el caudal y la temperatura contribuye a aumentar la producción al tiempo que prolonga la vida útil de las instalaciones. Los analizadores de gases también proporcionan un mejor control del proceso al tiempo que supervisan las emisiones atmosféricas.
Instrumentación y análisis de gases para cementeras
Los instrumentos de medición de Fuji Electric ayudan a los fabricantes de cemento en todas las fases del proceso de fabricación para :
Reducir los costes de producción
Aumento de los rendimientos
Prolongar la vida útil de las instalaciones
Garantizar la calidad del producto acabado
Control de calidad del cemento
Producción respetuosa con el medio ambiente
Gestión de las emisiones de CO2
Eficiencia energética
Definición de cemento y fabricación de cemento
El cemento es un aglutinante hidráulico esencial utilizado en la construcción, fabricado a partir de clínker molido. El clínker se obtiene cociendo una mezcla de piedra caliza y arcilla a temperaturas muy elevadas. La fabricación de cemento es un proceso complejo que comienza con la molienda de las materias primas, seguida de su cocción en un horno rotatorio a temperaturas de hasta 1.450°C. Este proceso químico transforma la mezcla en clínker. Este proceso químico transforma la mezcla en clínker, que luego se muele finamente para producir cemento. Utilizado para unir partículas de hormigón y mortero, el cemento es indispensable en la construcción de edificios, puentes, carreteras y otras infraestructuras.
Fase 1: Preparación de la harina cruda
Trituradora y separadora de crudo
El molino de crudo se utiliza para moler las materias primas del cemento: piedra caliza, arcilla, piedra de sílice, óxido de hierro, yeso y arena. Estos materiales se miden previamente y se mezclan en el molino. En la fase de molienda también se añaden escorias de alto horno procedentes de acerías. Las cenizas de las incineradoras de residuos también se utilizan como material alternativo para el cemento. A continuación, las materias primas se secan con gases calientes. Sólo los materiales suficientemente finos pueden pasar por el separador y son transportados al proceso siguiente. El polvo fino obtenido se denomina crudo.
El filtro electrostático se utiliza para eliminar partículas nocivas del gas. Elimina partículas finas, como el polvo y el humo del gas que fluye, utilizando la fuerza de una carga electrostática inducida, sin impedir el flujo de gas a través de la unidad. Como los filtros electrostáticos generan poca caída de presión y son expansibles, se utilizan mucho en grandes calderas y cementeras. Pueden tratar gases por encima de 350°C y gases muy húmedos. Actúan como filtro final, eliminando partículas de hasta 0,05 µm.
La altura y el tamaño de la chimenea industrial dependen de las sustancias emitidas, de las condiciones meteorológicas y geográficas locales y de los edificios vecinos. Sopladas por un ventilador y liberadas a la atmósfera a través de una chimenea, las emisiones de gases de combustión y contaminantes asociados deben controlarse y medirse de acuerdo con la normativa vigente.
Instrumentación adaptada a la chimenea y los servicios públicos
La harina debe precalentarse antes de introducirse en el horno rotatorio. Se introduce en los intercambiadores de calor alineados verticalmente del precalentador. La harina cruda se arremolina en los ciclones en contracorriente con los gases calientes. A medida que la mezcla cruda desciende a las cubas del precalentador, se calienta a una temperatura de entre 800°C y 900°C utilizando el calor extraído del horno rotatorio. En este proceso se produce una reacción química en la harina cruda que mejora la eficacia del proceso de calcinación. Este precalentamiento es necesario para alcanzar el rendimiento básico del cemento.
Instrumentación adaptada al horno de precalentamiento
El calor emitido por el precalentador se redirige a la caldera, que suministra energía al resto de las instalaciones. Caldera acuotubular: se disponen dos tambores en la parte superior e inferior, conectados entre sí por una serie de tubos de agua, por los que circula agua. Los tubos son calentados por los gases de combustión para generar vapor.
El horno rotatorio es un tubo revestido de ladrillos refractarios (3-5 metros de ancho y 30-60 metros de largo) que gira unas 3-5 veces por minuto, y la materia prima fluye por zonas progresivamente más calientes del horno hacia la llama. La harina cruda se calienta hasta 1450°C en rotación. A continuación, se enfría con aire frío para formar clínker de cemento. El aire caliente del enfriador se devuelve al precalentador para ahorrar combustible y energía. El cemento o la cal dependen del proceso de fabricación y de las temperaturas implicadas.
A continuación, el clínker se muele muy fino en un molino de bolas con otros aditivos (cenizas de centrales térmicas, escoria de altos hornos o yeso) para obtener distintos grados de cemento. A continuación, el cemento se almacena antes de su entrega.
La importancia del análisis de gases para la calidad del aire
El análisis de gases garantiza la calidad del aire en las fábricas de cemento. Las centrales térmicas y los hornos rotatorios utilizados en la fabricación de cemento emiten gases de efecto invernadero, en particular CO2, que contribuyen al cambio climático. El análisis de gases permite medir estas emisiones y aplicar estrategias para reducirlas. Por ejemplo, los cementos bajos en carbono se producen utilizando materiales alternativos y procesos de fabricación más eficientes, reduciendo así las emisiones de CO2. Este enfoque es esencial para cumplir las normas medioambientales y promover una producción de cemento más sostenible.
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09 de junio de 2024
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