Informe técnico BEUMER Group: Un proveedor de energía fiable

Los nuevos sistemas de BEUMER Group para combustibles alternativos AFR

permiten su uso en las fábricas de cemento y cal.

Un proveedor de energía fiable

Se necesita muchísima energía para fabricar el cemento. Con el fin de

reducir el uso de combustibles primarios costosos como el carbón o el

petróleo, los operadores de fábricas de cemento optan cada vez más por

combustibles y materias primas alternativos (AFR - Alternative Fuels and

Raw Materials). No obstante, su enfoque está centrado en los combustibles.

Ni el proceso de fabricación, ni el cemento como producto final, ni las

emisiones no deben ser afectados. Por lo tanto, es necesario que los

residuos muy caloríficos que no se pueden reciclar ulteriormente como, por

ejemplo, los residuos de plástico o de papel, los materiales compuestos o

textiles sean previamente para que puedan ser utilizados en los hornos.

Para permitir a sus clientes utilizar estos productos de manera fiable,

BEUMER Group ha desarrollado un nuevo sector de actividades dedicado a los

productos AFR.

Alemania, octubre 1973: los países árabes limitan su producción de

petróleo por razones políticas y el precio del petróleo sube

vertiginosamente. La situación se pone muy precaria porque el petróleo es

una importante fuente de energía, también en la industria del cemento, que

lo utiliza en sus hornos rotatorios. Desde la primera crisis del petróleo,

los usuarios comenzaron a cambiar hacia el uso de combustibles y materias

primas alternativos, que son más baratos.

Además de residuos minerales que pueden ser utilizados como materia prima

alternativa, el mercado emplea principalmente combustibles alternativos,

debido a que aproximadamente el 30 por ciento de los costos de producción

se gastan en energía. Además de los combustibles alternativos líquidos,

como los aceites residuales o los disolventes, la mayoría de los

combustibles sólidos se compone de recortes de neumáticos, de madera

recuperada o de mezclas de plásticos, de papel, de materiales compuestos o

textiles. Una vez que se haya efectuado el tratamiento y controlada la

calidad, la potencia calorífica del producto se asemeja a la del lignito.

La potencia calorífica de los neumáticos usados es comparable a la del

carbón. Para la fabricación del cemento se debe también tomar en

consideración la calidad de las cenizas utilizadas que debe ser compatible

con la del producto final, ya que todos los componentes materiales se

integran y mineralizan completamente en el clinker. Su uso no sólo permite

un proceso de producción económico, sino también preserva las reservas de

materias primas y de combustibles, reduciendo al mismo tiempo el volumen

depositado en vertederos.

Los combustibles alternativos, ya preparados, son generalmente

suministrados por proveedores externos de manera que puedan ser utilizados

inmediatamente en el horno. BEUMER Group ofrece sistemas para AFR que

permiten el transporte y el almacenamiento de los materiales sólidos en

las fábricas de cemento y cal. Estos sistemas, desarrollados sobre la base

de muchísimas experiencias y de las necesidades individuales de los

clientes, cubren el proceso completo, desde la recepción del vehículo

utilizado para la entrega y la descarga del combustible alternativo

sólido, hasta el almacenamiento, la toma de muestras, el transporte y la

dosificación. BEUMER Group, el proveedor de intralogística, ofrece a sus

clientes, en todo el mundo, tres sistemas de un sólo proveedor.

Adaptado a cada aplicación

BEUMER Group suministra el sistema que permite el uso del quemador

principal. Los combustibles primarios utilizados en la industria del

cemento y la cal se muelen normalmente a una granulometría inferior a 100

micras antes de ser introducidos en el quemador. La temperatura de 2 000

°C generada por este quemador en la extremidad del horno rotatorio provoca

una reacción que transforma la cal, la arena, la arcilla y el mineral en

un producto intermedio llamado clinker. Con el fin de utilizar

combustibles secundarios en el quemador para la zona de sinterización, es

necesario que su potencia calorífica esté similar a la del lignito (aprox.

22 ± 2 MJ/kg), que su granulometría esté inferior a 30 mm y que puedan

quemar completamente en vuelo.

El material para el horno se suministra normalmente en semirremolques de

piso móvil. BEUMER Group propone por eso una estación de acoplamiento que

sirve también de depósito. Una vez acabada la descarga, se puede sustituir

el remolque o cargarlo otra vez con una cargadora sobre ruedas en la gran

carpa. Se procede generalmente a una dosificación volumétrica del material

antes de transportarlo al quemador para la zona de sinterización. Se trata

de un diseño experimental que permite al explotador y al suministrador

probar la calidad de los combustibles y el comportamiento del horno.

Solución para el calcinador

El segundo sistema permite alimentar el calcinador con combustibles

alternativos mas gruesos (neumáticos usados o los combustibles

alternativos mencionados anteriormente). Los productos no han sido tan

transformados como los combustibles secundarios exclusivamente

bidimensionales utilizados para el quemador principal, contienen

partículas tridimensionales y necesitan mucho más tiempo para quemarse.

El combustible grueso para el calcinador se suministra en semirremolques

de piso móvil o en basculadores. Los combustibles alternativos se

descargan y almacenan temporalmente de manera rápida y sin polvo. Otro

sitio de almacenamiento sirve para regular el flujo, aumentando así hasta

aproximadamente 900 metros cúbicos la capacidad de almacenamiento de la

tolva. Desde aquí, el Pipe Conveyor asegura el transporte del material

hasta el calcinador de la torre de precalentamiento, dónde se pesa y se

dosifica. Durante la alimentación del calcinador, existe el riesgo que la

radiación térmica o las pulsaciones enciendan el material o el sistema de

transporte. Por ello, se ha desarrollado un dispositivo especial sin

compuerta que permite alimentar el calcinador de forma segura.

Para asegurar una alimentación con combustibles continúa, automática y

segura después de la fase de prueba, BEUMER Group ofrece equipos para el

uso permanente en grandes instalaciones con un porcentaje de substitución

térmica elevado. Las instalaciones consisten en una zona de recepción y un

sistema de almacenamiento, dónde las grúas reparten material de diferente

calidad en diversas zonas y cajas de almacenamiento. La experiencia ha

confirmado que los combustibles siempre contienen contaminantes residuales

y que se debe contar con defectos de calidad. Por eso, la tecnología de

almacenaje y de transporte del almacen está por eso equipada con

dispositivos que permiten eliminar los residuos metálicos, húmedos o

tridimensionales del combustible dedicado al quemador o retener las

partículas sobredimensionadas del combustible utilizado en el calcinador.

Equipado con la tecnología de sensores necesaria la operación se ejecuta

automáticamente. La grúa puede utilizarse para minimizar las fluctuaciones

de calidad o alimentar las líneas hasta el quemador o el calcinador,

procediendo a una repartición homogénea de los productos.

El Pipe Conveyor demuestra su eficacia

Con su diversidad de productos y su capacidad de producción, la fábrica de

cemento Schwenk en Bernburg es una de las fábricas de materiales de

construcción más grandes y eficientes de Alemania.

Para minimizar sus costes, la fábrica de cemento apuesta cada vez más por

combustibles alternativos anteriormente tratados en unidades de

regeneración externas que los transforman en combustibles de alta calidad

dotados de los parámetros requeridos.

Hasta ahora Schwenk empleaba un transportador de cadena en artesa pero,

después de diez años de operación y de modificaciones frecuentes, requería

cada vez más mantenimiento. La calidad de los combustibles también mejoró

con el tiempo, alcanzando al final una densidad 0,2 t/m³ de modo que la

tecnología instalada no estaba en condiciones de alimentar el quemador con

cantidades suficientes. Esto creó la necesidad de una solución alternativa

que fuera ecológica y, al mismo tiempo, necesitara un mantenimiento

mínimo. Además, era necesario que el nuevo transportador se adaptase de

forma óptima al trazado curvilíneo del terreno de la fábrica.

Para alimentar su quemador principal con combustibles alternativos,

Schwenk Zement KG optó finalmente por el sistema AFR con el Pipe Conveyor

de BEUMER Group. El sistema funciona con un alto grado de automatización,

desde la llegada del producto hasta la alimentación del horno rotatorio.

En la nave de almacén, el combustible alternativo es descargado por una

grúa en las tolvas de descarga. A partir de ahí, una banda transportadora

con cadenas asegura el transporte continuo del combustible hasta el Pipe

Conveyor que, por su parte, lo conduce a las básculas de dosificación

frente al quemador principal.

Por su diseño cerrado y adaptado a las curvas, el Pipe Conveyor, la pieza

clave de la instalación, protege el medio ambiente contra el polvo y el

ruido, evitando también que se amontone el combustible. Es capaz de

superar largas distancias y radios de curvatura estrechos, adaptados a la

topografía de la planta.