Consultas Tecnicas

Consultas gratuitas publicables sin referencia nominal

a-einstein

Cada mes publicaremos en esta sección las 10 consultas que resulten de mayor interés general

Aserrín para el horno cementero

Tenemos al costado de nuestra planta cementera una gran fábrica de muebles que desea regalarnos sus residuos combustibles, consistentes en retazos y aserrín. Para inyectarlos en el quemador principal nos han solicitado que instalemos una planta de molienda y que cambiemos quemador, lo que eleva la inversión hasta niveles que hacen volar la rentabilidad del proyecto. ¿Podemos introducirlos en otra forma para aprovechar el calor al sistema?

Si consultan con el lechero, lógicamente les vende leche. Existen varias opciones aplicables con muy poca inversión.

En algún caso similar, por tratarse de un horno de vía húmeda, logramos cumplir los objetivos del proyecto introduciendo el aserrín (con retazos) en el enfriador de parrilla, mediante un sistema neumático. Para los casos normales de hornos cementeros de vìa seca, las soluciones son màs simples; en vuestro caso, lo màs recomendable es insuflarlo en la cámara de enlace para sea arrastrado por los gases circulantes provenientes del horno rotatorio y se queme en el precalcinador.

Si no se tiene precalcinador, se pueden pelletizar o comprimir en “paquetes” que se introduzcan por gravedad en la cámara de enlace, para que avancen y se quemen en el horno; si la cantidad es considerable, tendrán que elevar ligeramente el exceso de aire en el quemador.

Monóxido de Carbono ¿Inocente?

En la Revista Combustiòn y Ecologìa publicaron un artículo que denominaron MONÒXIDO DE CARBONO: DECLARADO INOCENTE COMO CONTAMINANTE AMBIENTAL

Entendemos que el CO resulta un gas altamente peligroso y lo podemos comprobar con frecuentes noticias de envenenamiento por CO y explosiones de CO en la industria. ¿Será realmente tan inocente?

Nosotros lo hemos declarado inocente pero solamente de un delito: contaminación ambiental atmosfèrico, porque en presencia de oxígeno se convierte instantáneamente en CO2, porque en el aire que respiramos tiene 21 % de oxìgeno, pero tiene razón en cuanto a que podría resultar muy peligroso en ambientes cerrados, pudiendo explotar al recibir un flujo violento de oxìgeno, como sucede al abrir una puerta en los incendios. Asimismo, por ser inodoro e insaboro, podríamos quedarnos dormidos al inhalarlo, produciéndose la que han llamado “muerte dulce.” Por estas causas tendría que ser declarado un peligroso asesino potencial y condenado por lo menos a cadena perpetua.

Gasolinas Cancerígenas

En un evento reciente les escuchamos decir que las gasolinas ecológicas pueden ser cancerígenas. ¿Podrían explicar las razones?

Se ha prohibido la utilización del Plomo Tetraetílico para incrementar el octanaje de las gasolinas para evitar la contaminación por plomo en la sangre que produce el saturnismo, pero en las refinerías se utiliza en su reemplazo la Reformación Catalítica que consiste en el enriquecimiento en las gasolinas de Aromáticos, tales como el benceno, que son cancerígenos. Existen otros métodos de producción pero ya interviene el factor económico; debería tomarse más atención sobre estos factores, que nos afectan a todos en forma irreversible.

Energías limpias

Si resulta tan grave la dependencia de los hidrocarburos y la situación de precios se torna tan inestable, porque no apostar por las energías limpias, tales como solar, eólica, geotermia, etc. para energía primaria y las celdas de combustible, la energía eléctrica y el etanol para los vehículos.

Si la cosa fuese tan simple ya estaría resuelta. Las ventajas técnicas y todavía económicas de los combustibles fósiles todavía resultan inalcanzables en un mundo concebido y desarrollado para funcionar con estos combustibles. La gran diferencia la establece el trabajo de millones de años que ha efectuado la naturaleza para formar los almacenes de energía química que conocemos como combustibles fósiles y queremos reemplazar solamente con buenas ideas; podemos asegurar que en todo el siglo XXI no se lograrán desarrollar formas de energía alternativa que resulten comparables en términos técnicos y económicos.

Conscientes de esta situación todos los países deberían impulsar y apoyar la investigación sobre el almacenamiento de energía que es el verdadero problema por solucionar. Este es uno de los temas de investigación aplicada que desarrollaremos en el ILC, en forma conjunta con otros organismos especializados.

Alimentación por arriba o por abajo en el Precalcinador

Tenemos una duda respecto a la conveniencia de ingreso del crudo alimentado al Precalcinador FLS en nuestro horno de 2000 t/d. ¿Qué nos recomiendan?

Si no hubiésemos tenido experiencias anteriores similares, les recomendaríamos actuar de acuerdo con el diseñador, que concibe un reparto equitativo, pero ya hemos tenido que analizar este caso y logramos excelentes resultados introduciendo todo el crudo por la parte inmediatamente superior al al punto de inflamación del combustible, manteniendo un tiro adecuado en el sistema.
La explicación de que funcione mejor con condiciones diferentes a las que ha diseñado FLS se basa en que en el crudo tiene partículas gruesas y finas, resultando muy difícil evitar que una parte baje por gravedad directamente al horno y el material fino dificulte la ignición, en un reactor frìo, debido a la condición altamente endotérmica de la descarbonataciòn. Un diseño adecuado del sistea de quemadores y control de la mecánica de fluidos en el reactor evitarà la necesidad de un tiro muy elevado, lo que podría producir arrastre de inquemados hacia la ùltima etapa de cicloneo, ocasionando sobrecalentamientos y pegaduras.

¿La microscopía es realmente tan útil?

Atendiendo su recomendación desde hace algunos años tenemos un moderno microscopio en nuestra planta, pero siento que no hemos logrado aprovecharlo como Ud. nos aseguraba y un experto en fabricación alemán contratado por la gerencia nos ha mencionado que resulta muy útil en laboratorios de investigación pero no en planta.

Definitivamente no estamos de acuerdo. La microscopía resulta una herramienta tremendamente útil si se sabe utilizarla con propiedad, medios y criterio; no solamente para análisis de clínker, sino también para análisis de crudos, materias primas e incluso el carbón. No solamente lo decimos nosotros: les recomendamos ponerse en contacto con el IETcc de Madrid, seguramente lo conocen; ellos dictan un curso anual para jefes de control de calidad que les podría ser de mucha utilidad.
Me siento tentado a ofrecerles una consultoría en este campo, pero yo soy un experto sino más bien un usuario muy aprovechado.

¿Que pasarà con los precios del petróleo?

En centroamèrica no disponemos de Gas Natural por lo que debemos utilizar combustibles líquidos, habiendo tenido graves problemas cuando se elevaron sus precios en el mercado internacional y nos estamos beneficiando con la reciente disminución de precios del petróleo crudo, lo cual influencia los precios del Fuel OIl y el GLP que utilizamos. Tenemos importantes proyectos de industrialización, por lo cual resulta de importancia fundamental conocer cual será el comportamiento del crudo de petróleo a mediano y largo plazo. ¿ Cual es la opinión del LC n este tema?

Al inicio del Siglo XXI muchos consideramos que el petróleo se mantendría en niveles moderados de precios, inferiores a 100 US$/bbl, por considerar que la capacidad instalada de producción y oferta mundial duplicaba la demanda, pero principalmente por razones especulativas alimentadas por problemas políticos en el oriente medio, se elevaron a niveles muy altos.

La disminución de precios reciente tiene, además de esta misma razón, una de mayor trascendencia: el desarrollo en USA de la tecnología para explotar el llamado “Shell gas” o “gas de esquisto” , el cual ha inundado los mercados energéticos, desplazando a los combustibles líquidos, llegando el precio de referencia del propio gas natural en norteamèrica (Henry Hub) a 3 US$/ MM BTU, provocando que el crudo de referencia (West Texas Interediate) disminuya a niveles de 50 US$/bbl actualmente.
Basados en los descubrimientos de importantes reservas de Shell gas en USA, Mèxico, China y Rusia, podríamos asegurar que esta vez los precios del WTI se mantendrán en estos niveles todavía por mucho tiempo y qizàs todo el sigloXXI, porque la tecnología sigue desarrollando nuevos sistemas de explotación, transporte y empleo eficiente del gas natural.

Fútbol y Combustión

En sus libros encontramos que explican como se efectúa la combustión orgánica en el cuerpo humano, diferenciándola de la comustiòn inorgánica de los combustibles fòsiles, lo que nos ha resultado muy instructivo y útil para entender mejor la importancia de alimentarnos en forma adecuada
¿ Podrían explicarnos porque se discute tanto por la ejecución de partidos del mundial en ciudades de altura?

La menor disponibilidad de oxígeno por disminución de la presión con la altura afecta la combustión en todas sus formas. En el caso de la combustión industrial ya hemos logrado compensar sus efectos, instalando ventiladores con mayor capacidad de compresión, compensando la menor presión atmosférica, pero en la combustión orgánica no resulta tan fácil. La disminución de oxìgeno en la sangre provoca una combustión incompleta en cada célula del organismo humano, formándose àcido láctico que se impregna (como el hollín) en músculos y tejidos del sistema nervioso,

entorpeciendo el desempeño deportivo. Solamente se puede disminuir sus efectos mediante algunas pràcticas y procedimientos adecuados:

  • Viajando inmediatamente antes para la competencia se aprovecha la reserva de oxigenación de la sangre.
  • Viajando 4 o màs días antes de los partidos se consigue cierto nivel de acondicionamiento del organismo a la altura, que será mayor con mayor tiempo de permanencia.
  • Utilizando hoteles con habitaciones climatizadas con presiones normalizadas y/o suministro de oxìgeno, también pueden disminuirse los efectos de la altura.

Un ejemplo para demostrar la validez de lo mencionado; la goleada de Bolivia a la Argentina de Maradona .Los dirigentes, médicos y entrenadores deberían seguir un curso de combustión para clasificar al mundial.

Cogeneraciòn en la Industria Textil

Desde hace varios años tenemos la suerte de disponer de gas natural en nuestra planta de hilanderìa y confecciones, lo que nos ha permitido conseguir importantes beneficios técnicos, económicos y ecológicos. Revisando el tema en Internet, he encontrado mucha información sobre la factibilidad y conveniencia de la cogeneración en la mayoría de sectores indutriales, pero específicamente en el campo textil. ¿Tienen experiencia en el ILC y podrìan informarnos sobre este tema?

Definitivamente la Cogeneraciòn es uno de los campos de mayor interés y actividad del ILC; también por cierto de gran potencial aprovechable de optimización energética, ya que disminuye considerablemente los costos de energía eléctrica y térmica en cualquier planta industrial.
En la industria textil en particular se dan las condiciones de relación de consumo térmico/eléctrico ideal para la cogeneración.

Para mencionar datos reales y no solamente posibilidades, les comentamos que en el ùltimo proyecto de cogeneración que hemos efectuado en Mèxico, se ha logrado disminuir parcialmente el costo del Kw-h adquirido a la red en 10.2 US$, por un costo de 3.6 US$/Kw-h cogenerado y disminuir el consumo de gas natural a un 40 % del total que se utilizaba en màquinas Rama, secadoras y calentamiento de agua, permitiendo que el costo de inversión en el proyecto se recupere en 16 meses. Cada proyecto debe enfocarse en forma individual, de acuerdo a sus características y capacidades, debiendo plantearse siempre como un Proyecto de Inversiòn.

INGENIERÍA DE LA COMBUSTIÓN

Hace algún tiempo conversamos respecto a la enseñanza de la combustión en las universidades. Conscientes de su importancia en el mundo actual, hemos propuesto en nuestra Universidad como nueva especialidad “Ingeniería de la Combustión”. Queremos saber si podemos contar con su participación para preparar profesores y con su Manual de la Combustión Industrial para libro texto.

Cumpliré mi ofrecimiento en ambos aspectos y con mucho agrado, pero personalmente he llegado a la conclusión de que resulta conveniente que debería inicialmente dictarse como curso como parte de Ingeniería Química. Para ser experto en combustión se tiene que dominar 4 campos que constituyen importantes cursos de esta especialidad: Cinética Química, Mecánica de Fluidos, Termodinámica y Transferencia de Calor; por cierto, también Ingeniería Mecánica debería incorporar un curso sobre combustión.

A partir de la creación del iLiTeC, considerando la nueva concepción que hemos logrado formular y demostrar con resultados, ahora los cursos que dictamos son referidos a la Innovación Tecnológica de la Combustión en nuestros principales campos de actividad. 

 

 

 

 

 

RECUPERADOR Y/O ECONOMIZADOR EN CALDEROS ACUOTUBULARES

Después de muchas gestiones nos han aprobado la sustitución de las ruedas Ljunstrom por un intercambiador casco-tubos pero para seguir precalentando el aire en nuestros calderos de alta presión para Cogeneración en nuestra refinería. La dirección no nos ha aceptado su sustitución por un economizador como nos recomendó y planificamos en el desarrollo del curso taller en el que trabajamos en planta,  porque la gerencia de mantenimiento ha consultado con Babcok & Wilcox y ellos no lo recomiendan porque manifiestan que se queman los tubos del economizador en tal posición, pudiendo incorporarse adicionalmente.

Este resulta un caso típico de dependencia tecnológica de la realidad industrial latinoamericana en el siglo XX que nos interesa analizar.

Si el gerente de mantenimiento y otros jefes con niveles de decisión hubiesen trabajado con nosotros en el curso también se hubiese convencido de lo absurdo de utilizar ruedas Ljunstrom con  petróleo residual, pero también que resulta absurdo priorizar el calentamiento del aire para recuperar calor de los gases de combustión, disminuyendo la calidad del aire como comburentes, en lugar de precalentar el aire recuperando calor para cumplir los objetivos termodinámicos  del sistema de generación de vapor. Un eficiente manejo de la combustión y control operativo de los calderos resulta suficiente para evitar que se quemen los economizadores, pero adicionalmente se instalan un by pass por donde circulan los gases en los arranques, paradas y al producirse cualquier anormalidad operativa en el sistema.

Consultar a los fabricantes y vendedores de equipo resulta absurdo; primero porque empresas de esta importancia y nivel cuentan con excelentes ingenieros que deben ser consultados; también porque  lo que les interesa a B y W es vender equipos y ganar dinero.  De acuerdo a lo que calculamos en el curso, la refinería va a dejar de ahorrar alrededor de 15 millones de US$/año; aproximadamente lo que va a ganar B / W. 

 

 

CROMATOGRAFÍA DE GASES PARA CONTROL DE CALIDAD DEL GAS NATURAL

En nuestra Central Termoeléctrica hemos incorporado el gas natural para reemplazar el Diesel en turbinas de ciclo simple como las que mencionan en el análisis termodinámico de su artículo publicado en Marzo; para nuestro elevado consumo, nos han recomendado instalar un Cromatógrafo de gases conectado al medidor de flujo ultrasónico, para corrección de la medición actual a metros cúbicos estándar (15°C y 1 Atm).¿ Resulta recomendable y justificado este sistema?

 

Generalmente la variación de la composición del gas natural es muy pequeña para justificar la instalación de un Cromatógrafo de Gases, lo que involucra  inversión considerable, instalaciones adecuadas y mantenimiento muy exigente y permanente; para nuestro gusto, resulta suficiente la medición de densidad, por lo cual nos gustan los medidores de flujo másico; en cuanto a la normalización o estandarización del flujo, las unidades correctoras efectúan este trabajo, corrigiendo la presión y temperatura a los valores correspondientes a la facturación establecida. El concesionario de distribución que les suministra el Gas Natural efectúa diariamente la cromatografía de gases en el City Gate y les proporcionará la información correcta y adecuada, si se las solicitan.  

 

CUANTO DEBE SER EL EXCESO DE AIRE

Convencidos de la conveniencia de controlar el exceso de aire en la combustión, hemos adquirido un moderno analizador portátil para regularlo en nuestras calderas. ¿Cuál es el valor recomendable y como calculamos este valor a partir de la lectura de Oxígeno?

El exceso de aire se justifica para asegurar combustión completa; por esta razón, debe mantenerse en los niveles mínimos que permitan alcanzar tal objetivo, lo que significa ausencia total de hollín y CO en menos de  100 p.p.m. Resulta normal poder operar correctamente con un 10%  para  gas natural, 20% para petróleo residual y 30% para carbón mineral.

Para calcular el exceso de aire a partir de la lectura de O2 :

 Exceso de aire =   O2  .  100/  21 – O2  .

 Ejemplo: Lectura de O2  = 4%     Exceso de Aire = 400/17 = 23.5 %.

Los analizadores de gases cometen un grave error al incluir como reporte la eficiencia, ya que solamente efectúan la determinación de Oxígeno, CO y temperatura ( SOx y NOx en modelos más completos), con lo cual no pueden efectuar un balance másico. Un ejemplo típico: El caldero está trabajando con 89 / de exceso de aire (muy mal) pero como la eficiencia la calculan por la temperatura de los gases de salida en comparación con la atmosférica, podría estar reportando 92 % de eficiencia, lo que podría conducir al error de que el caldero está trabajando muy bien, cuando es todo lo contrario.. 

 

RESULTADO DE LA MODIFICACIÓN DEL QUEMADOR DUOFLAME

Efectuamos la modificación de la tobera del quemador y corregimos el error de diseño en la distribución de los aires axial y radial, tal como lo planificamos durante su consultoría en planta. El resultado es verdaderamente formidable: La llama se forma bastante mejor y ha resultado suficiente para que nodulice mejor el material ; ha desaparecido el clínker polvoso en el cabezal y se terminaron los problemas de río rojo y placas quemadas en la parrilla en el enfriador. Se ha incrementado la producción y el consumo específico ha disminuido en más de 50 Kcal/Kg, esperando aún mejoras posteriores, efectuando otros ajustes operativos. Nos estamos preguntando porque no habíamos hecho tales modificaciones hace diez años, con lo cual probablemente hubiésemos podido comprar otro horno.

 

Estos resultados son bastante normales y la explicación del porqué no simplifican sus tecnologías los grandes fabricantes de maquinaria y equipo, resulta difícil de creer hasta que se comprueban estas cosas. Si desaparecen los problemas en el precalentador, el horno y el enfriador, optimizando la combustión, ellos perderían millones en ventas de sistemas para administrarlos, tales como cañones, by pases, parrillas con controles complicados, refractarios, aditivos, servicios, etc. Lo que resulta grave es que conscientemente cometan algunos errores para provocarlos, tales como los que nos encargaremos de mostrar en iLiTeC.

 

COMBUSTIBLES ALTERNOS EN LA ENTRADA AL HORNO

Cumpliendo el rol de incinerador de basura que siempre mencionan para el horno cementero en la literatura técnica, nos animamos a incorporar materiales combustibles residuales domésticos agrícolas y urbanos por la cámara de enlace, pero el resultado ha sido desastroso, porque no podemos controlar los niveles de CO en los gases circulantes, llegando a niveles muy peligrosos (3000 – 4000 ppm). ¿Qué estamos haciendo mal?

 

La respuesta es muy simple; esta forma de combustión en el interior del horno no se puede aplicar si no se tiene precalcinación; la combustión en la atmósfera del horno no se completa y los inquemados circulan con los gases sin eliminarse totalmente; cuando se tiene una cámara de combustión en el camino de los gases, no hay problema; la combustión se completará en el precalcinador. También se tendrá que aplicar la tecnología de “pre-combustión” suficiente y adecuada. No se debe confundir el horno cementero con un basurero.

Los combustibles alternos también deben considerar la pre-combustión adecuada para cada caso específico. 

 

ATMÓSFERA EN EL HORNO

En el Prontuario del Cemento de Otto Lahban, verdadera biblia de la industria cementera, recomiendan que se mantenga el oxígeno en los gases de salida del horno entre 0.7 y 1.5 %, pero con estos valores no logramos estabilizar la operación de nuestro horno. ¿Que valores resultan recomendables?

Resulta recomendable el que permita mantener la atmósfera que más convenga al proceso. Un factor fundamental es el control sobre los grados de volatilización de los elementos secundarios, tales como sulfatos y álcalis. Cuando se tiene problemas de concentración de volátiles y los con siguientes problemas de pegaduras y tendencia a los atoros en el precalentador, se debe mantener el O2 en valores mayores (3 – 4 %)  para mantener una atmósfera oxidante que disminuya su volatilización y permita eliminarlos con el clínker; si no se tienen estos inconvenientes, si deben mantenerse los niveles de exceso de aire en el mínimo posible, para tener temperaturas mayores de llama; el NOx  resulta fácilmente controlable en un horno cementero y resulta muy útil para conocer la temperatura de llama, conociendo precisamente el nivel de exceso de aire.

El Otto Lahban y cualquier otro de hace 50 años, resultan en muchos aspectos obsoletos.

 

CALENTAMIENTO GLOBAL

¿Realmente resulta tan grave y causa todos los problemas que se están viviendo a nivel mundial el calentamiento del planeta?

¿De acuerdo a algunas publicaciones tremendistas estaríamos viviendo el comienzo del fin y encaminándonos al juicio final?

Siempre han existido cambios climáticos y el calentamiento global es solamente una de las causas que los influencian. Para tranquilizarlos les pongo un ejemplo que demuestra exageración y tremendismo exagerados: Para que se eleve 1 metro el nivel de los océanos deberá transcurrir un milenio; mientras ello sucede se agotarán los combustibles fósiles y y disminuirán las emisiones de CO2 a la atmósfera, con lo cual comenzará el Enfriamiento Global.

 No es tan fiero el León como lo pintan y con una buena planificación energética se evitarían muchos problemas. En iLiTeC  desarrollamos una investigación aplicada permanente de este tema, sin intereses comerciales, económicos y/o políticos; seguiremos publicando los resultados.

PODER CALORÍFICO DEL AIRE

Después de muchas discusiones internas respecto a este tema, después del curso que dictó en nuestras instalaciones, hemos considerado aceptable que el aire tiene igual derecho que el combustible a liberar calor, cuando disponga de combustible para reaccionar, en la misma forma que el combustible requiere aire para su combustión y liberación de calor, pero con la observación de que no deberíamos llamarlo poder calorífico, sino poder comburente. ¿ Que le parece esta posición?

Podría estar de acuerdo, pero con la misma lógica y reconocimiento de derechos, tendríamos que llamar “poder combustible” al correspondiente al combustible empleado. Recordando que el aire siempre es más importante que el combustible en la combustión, deberíamos declarar un empate; además ni el combustible ni el comburente aportan calor; lo hace la combustión.

 

AZUFRE EN EL DIESEL

En su artículo respecto a este tema parecen querer minimizar el efecto de las emisiones sulfurosas sobre el organismo; ¿como les caerá un sorbito de ácido sulfúrico?

 

Seguramente mal, pero el ácido sulfúrico se produce a partir de la hidratación del SO3 que se produce a partir del SO2 que es el producto de su combustión; si se emite cn los gases de chimenea se diluye en la atmósfera y podría ocasionar lluvia ácida en grandes concentraciones; si se llega al punto de rocío ácido antes de que los gases lleguen a la atmósfera, el problema será de corrosión en el interior de los equipos.

El problema de emisiones que causa el azufre presente en el Diesel cuando no se completa la combustión y forma parte del hollín que se emite a la atmosfera es combustión(catálisis enzimática); respirar estos compuestos sulfurados complejos no resultará tan dañino como ingerir ácido sulfúrico pero producirá graves problemas orgánicos en el organismo. Mejor tomar pisco peruano.    

 

COMBUSTIÓN DE LLANTAS EN EL BACK END

El año pasado, implementamos  la combustión de llantas de autos usadas y picadas en un horno de 2300 t/día con Precalcinador FLS ILC ; en total reemplazamos , 10% del combustible (carbón),  alimentando las llantas picadas en trozos de 1-2 pulgadas que  alimentamos en el Back End (Riser).

 Esta semana pararon el Horno para reparación y detectaron un ataque que corroía el Shell del horno, y han manifestado que la causa es el ingreso de llantas como combustible.

Agradeceré  me pasen alguna información al respecto si la tienen, ya que opino que al alimentar este material en el precalcinador,  teniendo condiciones oxidantes en la operación del horno, la ocurrencia debe ser poco probable, cosa diferente, si trabajamos en condiciones reductoras.

 

Les adelantamos que la única razón que  concebimos vinculada a la corrosión interna es la presencia de cloruros. En la composición de las llantas se menciona un 0.2-0.6 % que en esos términos parece poco, pero siendo probable que también con el crudo ingresen cloruros, bajo la consideración de que la volatilización de cloruros en el horno es del 100 % y también todo se condensa y solidifica en el precalentador, podemos afirmar que todo el cloruro que ingresa al horno se queda y forma el circuito de cloruros. Recordemos que la atmósfera oxidante disminuye la volatilización.

 

Muy recientemente, en un horno que utiliza como materia prima aportante de Calcio conchuela marinas, pudimos comprobar que realmente representaba un problema y pudimos controlarlo con 2 procedimientos:

 

  • Mejorando el lavado de las conchuelas, aprovechando que los cloruros son solubles en agua.

 

  • Rompiendo el círculo vicioso de los cloruros instalando el by pass entre Riser y VTI que es una innovación tecnológica de nuestra creación (ver artículo en Revista iLiTeC de enero en archivo técnico).

 

Siendo nuestra experiencia en muchas plantas cementeras latinoamericanas un banco de datos práctico formidable, podemos confirmarles la mencionada como la probable causa de la corrosión en la chapa del horno, porque en una planta que alimentamos llantas en México, se producía una corrosión similar y logramos controlarla a niveles razonables, implementando el by pass mencionado. Oportunidad de comprobar que resulta una importante ventaja ser ingenieros químicos para manejar este tipo de procesos.

 

LIMITACIÓN EN LA VELOCIDAD DEL HORNO

La modificación de nuestro quemador en la forma que nos recomendaron nos ha cambiado la llama y sin ser todavía perfecta, ya nos representa una mejora total de la granulometría del clínker disminuyendo de 870 a 820 Kcal/Kg el consumo específico del horno, pero como nos anunciaron, hemos llegado al tope de  2.5 rpm en el horno y ya tenemos el grado de llenado en 15 %, apreciando que nos limita la capacidad de producción.

 

¿Cómo podemos compensar esta deficiencia para incrementar la producción y seguir disminuyendo el consumo específico?

 

La respuesta a vuestra consulta resulta relativamente simple, porque ya no se refiere a aspectos técnicos que me complace comprobar que ya están manejando en forma apropiada, lo que nos complace porque ese es el principal objetivos de nuestras consultorías y proyectos. Ahora lo que tienen que evaluar es la rentabilidad del proyecto de inversión que representa cambiar el motor de accionamiento principal del horno.

 

Consideremos que la inversión requerida represente una inversión de US$ 120.000 dólares para llegar a 3.5 RPM de velocidad en el horno, con lo cual deben incrementar unas 200 t/d la producción de clínker, disminuir 20 Kcak/Kg y bajar 2 Kw-h/TM en la molienda de cemento.

 

Considerando que el margen mínimo de utilidad por tonelada producida sea de US$ 30, conseguirán un beneficio directo de US$ 6.000 diarios.

 

Las 20 Kcal/Kg representan un ahorro diario de US$ 1.000 diarios.

 

Los 2 Kw-h/TM de cemento molido representan un ahorro de US$ 500 diarios.

 

La inversión sería recuperada en 16 días y les aseguro que la pueden efectuar sus ingenieros de mantenimiento. Si consultan con los fabricantes, les van a proponer cambiar el horno completo.

QUEMADORES MIXTOS PARA CONVERSIÓN DE CALDEROS PIROTUBULARES AL GAS NATURAL

Hace algunos años ustedes regularon los calderos en nuestra planta y estuvieron operando sin problemas y buena eficiencia, trabajando con Petróleo Residual 500 (Fuel Oil)).

La gerencia contrató la conversión al gas natural y nos ha llamado la atención que trabajando con gas natural no podemos llegar al nivel de exceso de aire que llegábamos con petróleo y en algunas condiciones llegamos a detectar presencia de hollín en la chimenea, lo que resulta totalmente diferente a lo que ustedes nos habían anticipado respecto a las grandes ventajas del gas natural.

 

El caso que nos mencionan resulta muy frecuente en nuestro medio, debido a que las empresas que suministran el gas natural aprovechan para ofrecer conversiones llave en mano que resultan administrativamente muy cómodos, pero técnica y económicamente inconvenientes.  En el próximo número publicaremos un artículo completo sobre este tema, pero les adelantamos las principales razones de los problemas mencionados:

Con el fundamento de considerar la posibilidad de desabastecimiento del suministro de gas natural, se instalan quemadores mixtos líquido/gas (duales), en los cuales se prioriza en el diseño al combustible liquido, instalando la lanza de atomización en el centro, inyectando el gas natural en la parte externa.

A operar con gas natural con este diseño, la mezcla de combustible y el aire que actúa como flujo dominante, resulta imperfecta, por lo cual no se completa la combustión en el hogar, produciéndose en los tubos de los primeros pasos, en forma imperfecta.

Para favorecer la combustión y evitar hollín en la chimenea deben aumentar el exceso de aire, perjudicando la eficiencia del sistema.

ACUERDO DE PARÍS

Como hacer para que el fondo propuesto por este concierto mundial de 100.000 millones de dólares, no sea aprovechado por políticos de gobiernos y organismos corruptos para enriquecerse. En los artículos que vienen publicando sobre este tema demuestran que los gases de efectos invernadero no son la única causa, tal como lo plantean en las conclusiones de París y también lo manifiestan muchos científicos que publican artículos en Internet denunciando  que todo esto es una gran estafa.

 

Nuestra posición es la que consideramos apropiada en el ámbito técnico y estamos investigando las causas del calentamiento global y las formas de controlarlas, pero en términos inmediatos tenemos que aceptar que en todo el siglo XXI continuará la dependencia mundial de los combustibles fósiles.

Basados en nuestra experiencia y la simplificación de la tecnología que proponemos para la combustión, apostamos por el aprovechamiento del inmenso potencial de optimización existente, precisamente propiciado por los desarrollos tecnológicos ineficientes  del siglo XX con sentido comercial. Bastaría que se disminuya un 10 % del consumo mundial de combustibles fósiles y se aproveche más energías limpias y eficientes, para cumplir el objetivo de limitar a 2 ° C el calentamiento global para el año 2050.

PELLETIZACIÓN DE POLVO FINO CON AGUA

Al leer el artículo publicado sobre innovación tecnológica en la industrial de cemento, nos gustó el proyecto de pelletizar el polvo fino de los filtros, consultamos con un proveedor de equipo minero y nos vendió un pelletizador rotativo que utilizan en minas para pelletizar el mineral concentrado  utilizando agua como aglutinante.

Pelletizando los finos de nuestro horno cementero y alimentándolos por la cámara de humos, hemos obtenido buenos resultados, pero no tan buenos como los que mencionaron haber conseguido en otras plantas. Que podemos hacer para mejorarlos.

 

Si nos hubiesen consultado directamente les hubiésemos recomendado otras opciones que investigamos y probamos con un cliente cementero mexicano, porque al ingresar al horno (1100°C) el agua se vaporiza violentamente y los pellets literalmente explotan, dispersándose  las partículas finas, siendo parcialmente arrastradas por los gases.

En la investigación aplicada que desarrollamos probamos varias posbilidades con resultads aceptables (fuel oil, melaza de caña y cal) pero el mejor resultado lo conseguimos con pelletización por extrusión.

En su país vamos a dictar el curso sobre innovación tecnológica en la industria cementera, organizado por la Asociacón de Productores de Cemento y Concreto; los invitaremos oportunamente.

 

 

 

EXPERIENCIA CON EL HORNO ILITEC DE ALTA EFICIENCIA

Somos una asociación de fabricantes de cal y estamos interesados en su horno, pero necesitamos efectuarlos 2 consultas:

  • Donde podemos ver uno funcionando.
  • Si puede trabajar con la alta eficiencia mencionada en altura, porque la zona donde queremos instalar el horno se encuentra por encima de 3000 m.s.n.m. 

 En primer lugar, todavía no pueden verlo trabajando en ningún sitio porque representa una innovación tecnológica que recién hemos lanzado, pero ya se encuentra en construcción un proyecto en México, se está modificando uno existente en Bolivia y hay 2 probables proyectos por ejecutarse en Perú.

Respecto a la altura, el horno iLiTeC  funcionará con la misma eficiencia a cualquier altura, aunque aumenta algo la inversión, ya que tenemos que compensar  la menor presión del aire y adatar convenientemente el sistema de control operativo.  

Anímense y no les va a pesar porque todos los criterios de diseño ´los hemos comprobado en otros tipos de hornos; lo que hemos hecho es mejorarlos y combinarlos con buena ingeniería y sin priorizar objetivos comerciales. Si se animan, tendrán que nombrar una comisión autorizada, porque resulta muy complicado tratar con muchos propietarios.  

ECONOMIZADORES EN CALDEROS PIROTUBULARES CON GAS NATURAL

Un proveedor local nos ha presentado una propuesta para instalarnos economizadores en las chimeneas, garantizándonos un 10 % de ahorro de combustible, cobrándonos el 50 % de los ahorros durante un año. Ellos asumen los gastos de inversión. 

¿Es posible conseguir estos niveles de ahorros y nos podemos beneficiar ambos?

 

Como hemos trabajado con sus calderos, podemos efectuar un análisis para determinarlo:

La capacidad instalada de su planta para generación de vapor saturado es de 1200 BHP en calderos que producen .

La temperatura  de los gases de chimenea de sus calderos debe ser de 220 °C, trabajando eficientemente, y el agua debe ingresar a los calderos a más de 90 °C, 

Instalando serpentines en la chimenea, sin afectar el trabajo de los calderos, pueden incrementar la temperatura del agua unos 30 °C y 40°C con tubos aletados.

Considerando un factor de carga de sus calderos de 60 % (textil), calentarán un volumen de agua promedio de 11.290 Kg/h. Tomando 40 °C como incremento de temperatura, recuperarán de los gases ;  11.290 Kg/h . 0.3 Kcal/kg.°C . 40 °C  = 169.350 Kcal/h.

= 18.5 m3 de Gas Natural  =  0.58 MM BTU

Considerando un costo en punta de quemador de 6 US$/MM BTU

Ahorro probable = 3.48 US$/h = US$  83.5 US$/día= uS$ 2,505 US$/mes=

US$ 30.000 US$/año 

Aparentemente a Uds. les conviene porque el primer año ahorran US$ 15.000 y luego el doble.

La empresa que les hace la oferta ganan US$ 10.000 el primer año, porque tendrán que invertir unos US$ 5.000 en materiales y mano de obra.

Acepten la propuesta, comprobando que la presión de las bombas de almentacón de agua puedan asumir sin problemas la caida de presión en los serpentines; si tienen que cambiar bombas, tendrán que efectuar la evaluación incluyendo el costo adicional. Les recomendamos asumir el costo de nuevas bombas y contratar el proyecto.

 

 

NIVELES DE INVERSIÓN PARA EL HORNO ILITEC

Nos interesa sobremanera contratar un horno iLiTeC , considerando un crecimiento progresivo de planta en función del mercado que logremos captar, lo que tendrá grandes posibilidades si conseguimos la calidad tipo que mencionan (90 % de cal útil).

Cuanto estiman que será la inversión requerida, ya que nos han mencionado que solamente asumen el costo del horno, sin considerar los gastos que representa el resto de las instalaciones de planta. 

 

Los estudios y cálculos efectuados para los primeros proyectos (promocionales) nos han dado como resultado una inversión inicial total con un sólo horno, de US$ 1.65 MM  US$ y 0.6 MM US$ por cada horno adicional, Así estamos trabajando y mantendremos esa condición el año 2016.

Para el año 2017 estimamos un incremento de 1,5 %, con lo cual llegaremos a un a la tercera parte de la inversión de los hornos MAERZ y la mitad de los hornos CIMPROGETTI, garantizando mejor calidad para la misma caliza y siempre niveles más eficientes con menores costos de operación .

PELLETS ENERGIZADOS DE HIERRO

Somos una empresa que invierte en proyectos de innovación tecnológica. Nos ha interesado el proyecto que publicaron sobre la incorporación de carbón para reducción directa de los pellets de hierro.

¿Se están produciendo en algún sitio etos pellets energizados, como los han llamado?

Nosotros hemos efectuado pruebas a nivel planta piloto con excelentes resultados, pero no hemos desarrollado una planta experimental porque requiere mucha inversión y tiene que hacerse necesariamente con una empresa minera que explote yacimientos ferrosos. Tenemos el proyecto aprobado como investgación aplicada con DOE RUN en el Perú y ACEROS DE MÉXICO.

Muy recientemente nos han llamado de Hierro Apurimac en el Perú y nos han invitado a visitar su planta para evaluar el proyecto. Aceros Arequipa ha intentado efectuar el proyecto por su cuenta, pero no han obtenido buenos resultados; nosotros sí sabemos la razón.: Les gusta mucho ganar, pero muy poco invertir.

Calentamiento del Gas Natural

Tenemos listo para arrancar un gasoducto que suministrará gas natural a nuestra planta, pero aún no disponemos del calentador proyectado para compensar la disminución de presión de 50 bares a 10 que lo recibiremos en la planta industrial. ¿Podemos trabajar sin calentador?

 

En la zona donde se ubica su planta la presión es menor, pero pongamos el valor nominal. Por cada bar que disminuye la presión, la temperatura cae 0.5 °C, de tal forma que su planta podría recibir gas entre 2 y 12 °C. Pueden operar sin problemas, porque el riesgo de disminución de temperatura es que forme hielo en la parte externa de la tubería y ello no se producirá con 2°C dentro y 20 °C en el exterior. Sin embargo, instalen el calentador, para cubrir la posibilidad de que aumenten la presión cuando aumente el consumo al que se conduce el gas natural, lo que siempre sucede en la práctica, estando el diseño del gasoducto previsto para tal eventualidad.

Mala Combustión en Calderos

Tenemos varios calderos que operan con  petróleo residual y contratamos una empresa para optimizar costos; aunque han logrado eliminar las emisiones de humo, el consumo de combustible no ha disminuido en absoluto e incluso ha aumentado. ¿Debemos autorizar el pago del proyecto? Hemos decidido que no.

 

Tienen razón porque no se han cumplido los objetivos comprometidos y el argumento de mostrar alta eficiencia en el análisis es falso, porque el analizador no efectúa el balance requerido. Es probable que hayan regulado el exceso de aire para que no se aprecien las emisiones de inquemados en la chimenea, pero con ello la eficiencia no aumenta sino disminuye.

 Contraten verdaderos especialistas que tengan analizadores de gases y equipos adecuados para completar siempre un balance térmico del sistema de cada caldero; nosotros no estamos atendiendo este tipo de proyectos, pero les recomendaremos algunos y también pueden adquirir su propio analizador y efectuar ustedes mismos la regulación, aplicando las técnicas que hemos publicado en el artículo “Manual Práctico para Regulación de Calderos” que hemos publicado y pueden recuperar en nuestra sección Archivo Técnico.

Cogeneración en Planta Pesquera

Vamos a cambiar nuestra planta al gas natural y tenemos 8 calderos de 1000 BHP muy antiguos que queremos renovar; leyendo sus artículos, hemos considerado interesante la posibilidad de cogeneración.

 

Muy acertado y sin mayor análisis les podemos asegurar que resultaría conveniente cuando se encuentren operando, pero como son una empresa pesquera con un factor de carga aproximado de 30-40 %, tendrán que efectuar un proyecto con la planificación y la ingeniería adecuadas para cogenerar cuando estén produciendo harina y aceite de pescado y aumentar la generación de energía eléctrica cuando se encuentren en época de veda de pesca.

 La forma es reemplazar los 8 calderos solamente por 2 de mayor capacidad de generación de vapor con mayor presión, que antes de utilizar el vapor lo pasen por una turbina de contrapresión que genere energía eléctrica.  Combustión y Ecología S.A.C. (iLiTeC) si está ejecutando ese tipo de proyectos y les presentaremos una Propuesta Técnica que les va a interesar.

 

 

Exceso de Aire en el Horno Cementero

Tenemos dudas respecto al nivel de exceso de aire que debemos manejar en la zona crítica del horno. En Rotary Cement Kiln de Fritz Keil mencionan el rango 0.7 a 1.5 de Oxígeno como objetivo, lo que está por debajo de 10% de exceso de aire. ¿Cual es vuestra opinión?

 

El manejo del exceso de aire permite controlar la calidad oxidante de la atmósfera en el interior del horno.  Es cierto que puede mantenerse niveles muy bajos disponiendo de buenos quemadores, pero para algunos casos, tales como la presencia de exceso de sulfatos o álcalis, conviene trabajar con una atmósfera más oxidante para disminuir la volatilidad de estos elementos y eliminarlos con el clínker, evitando la formación de circuitos de volátiles en la entrada del horno.

La atmósfera muy reductora también afecta la calidad y cambia el color del clínker.

Llama Cónica Hueca

Desde que trabajamos en nuestra planta con la modificación del quemador y conseguimos la famosa llama cónica hueca, con su asesoramiento, nuestro horno se ha transformado totalmente, mejorando constantemente. Me he llegado a preguntar para que compramos un enfriador de última generación para poder procesar el clínker fino y grueso, si al modificar la llama resulta relativamente simple obtener clínker bien conformado y desaparecer el fino; estoy seguro que nuestro viejo enfriador Fuller trabajaría ahora perfectamente.

 

Es una constante que los fabricantes de equipo no apuntan a atacar la raíz del problema sino a administrarlo con fines comerciales; allá los que todavía se dejan engañar. No contraten al zorro para cuidar sus gallinas. De todas maneras, modificar el quemador siempre mantiene algunas limitaciones; consideren la instalación de nuestro quemador CHF (Conical Hollow Flame), pudiendo efectuar el acondicionamiento de su diseño específicamente apropiado a su horno, montaje y puesta en servicio en forma conjunta, para que conozcan tanto como nosotros su funcionamiento y ventajas respecto a los quemadores comerciales, más complicados y costosos.  Les aseguramos que lo podremos fabricar en su propia maestranza y/o con apoyo de los buenos talleres que ya hemos utilizado en su lindo país.

 

Revistas Combustión & Clinkerización

Hemos tenido oportunidad de disponer de algunos números de su revista y nos interesa tener toda la colección porque nos parece excelente. ¿Como podremos adquirir todas las publicadas y porque interrumpieron su edición si tenía tanta aceptación?

 

Agradecemos su interés pero estas revistas ya cumplieron su función y las hemos superado. El libro “Manual Práctico de Combustión y Clinkerización” que entiendo ya todos tienen las reemplazó con muchas ventajas y el 2017 estamos editando el nuevo  libro ”Innovación Tecnológica en la Producción de Cemento y Cal” que les va a gustar y servir porque representará una verdadera revolución en el mundo cementero.

Suspendimos la edición de la revista “Combustión y Clinkerización” porque para mantenerla hubiésemos tenido que aceptar publicidad y nuestro negocio es la ejecución de proyectos y trabajos de consultoría en los cuales nos sentimos muy cómodos sin ningún tipo de presión comercial.

 

 

Selección del Quemador

Después de mucho tiempo trabajando con un quemador Mitsubishi muy antiguo, hemos conseguido que nos aprueben la compra de un nuevo quemador para nuestro horno cementero de 1600 t/d sin precalcinador. ¿Que quemador nos recomiendan?

 

Definitivamente ninguno de los comerciales. Para cada sistema de producción de clínker nosotros preferíamos diseñar un quemador específicamente adecuado, procediendo a modificar el existente. Basados en muchas experiencias de este tipo, ahora disponemos del Quemador CHF que constituye el prototipo ideal; sin embargo lo adaptamos a cada caso específico con participación directa y comprometida de los propios responsables de los procesos y operaciones del horno, con lo que aseguramos la continuidad de los resultados de la optimización que se consigue, asegurando llama cónica hueca en los hornos rotatorios de cualquier sector industrial, no solamente el cementero.

 

Curso Virtual de Combustión y Clinkerización

Hemos escrito varias veces solicitando mayor información porque nos interesa contratar este post –grado, ya que estamos muy lejos de cualquier universidad.

 

Desafortunadamente la experiencia dictando este curso en forma virtual  lo suspendimos por 2 razones: No nos convencen los resultados porque sentimos que la comunicación en estos temas debe ser directa y defintivamente en una planta cementera.

La segunda causa es económica, porque nuestra intención siempre es que la empresa asuma los costos, y la mayoría de casos los asumían los propios ingenieros de planta.

Como hemos vivido esa realidad sabemos que representa un sacrificio que no estamos dispuestos a motivar; los invitamos a participar de los proyectos de investigación que desarrollamos en iLiTeC y les va a servir igual o más que el curso mencionado.

Calderos en Altura

Nuestra planta està a 3.800 m.s.n.m. y solicitamos a una de las empresas fabricantes de calderos màs prestigiadas a nivel mundial calderos pirotubulares para disponer de 15.000 Kg/h de vapor saturado para calentamiento de petròleo residual para bombeo y atomización en nuestros hornos de fundiciòn. Nos han instalado dos calderos que operan con Fuel Oil  de 800 b.h.p. En el contrato del suministro figura el tèrmino “diseñado para operar a 3.900 m.s.n.m. “  y  en el acta de entrega figura 83 % de eficiencia comprobada con análisis de gases.  ¿Realmente habrán sido diseñados estos calderos para operar en altura? Frecuentemente tenemos problemas con humo en la chimenea y nos falta vapor en los sistemas de calentamiento.

logo_iLiTeC

Hemos revisado el catàlogo del caldero que nos han enviado y podemos asegurarles que es exactamente el mismo diseño y modelo que conocemos y hemos regulado en plantas de clientes nuestros en la costa. La ecuación que aplican los fabricantes es muy simple; para suministrar el volumen de vapor necesario simplemente instalan un caldero màs grande y por supuesto màs costoso, haciendo un muy buen negocio, simplemente por el desconocimiento técnico del cliente. En este caso, si estuviesen en la costa hubiese sido suficiente un caldero de 1000 b.h.p para producir las 15 TM/h ; como les han instalado dos Calderos de 800 b.h.p  en la costa, podrían disponer de 27.7 TM/h. A 3800 metros de altura, el aire ocupa casi el doble de volumen y la disponibilidad de masa de oxìgeno casi la mitad, por lo que no solamente se producirá menos calor; también se dificultarà la eficiencia de combustión.

 

Les recomendamos que hagan lo que tendría que haber hecho un proveedor honesto: Aumentar la capacidad del ventilador, simplemente para compensar la presión estàtica, con lo cual se compensarà el púnico factor que se afecta con la altura. Cambièn los ventiladores de 60 mBar por otros de 120 mBar y van a poder operar solamente con un caldero, manteniendo el segundo en stand by, consumiendo alrededor de la mitad del combustible utilizado actualmente. Debemos tomar en cuenta que los proveedores y vendedores tienen sus propios objetivos comerciales y no debemos dejar estas decisiones en sus manos