En nuestro catálogo de hornos rotativos secadores contamos con diseños que se adaptan a multitud de aplicaciones industriales. Hoy hablaremos del secador rotatorio para cenizas de carbón.
¿Qué son y cómo se producen las cenizas de carbón?
La ceniza de carbón es un subproducto de la combustión del carbón. Se forma cuando este se quema en calderas que generan vapor para aplicaciones industriales y generación de energía (en centrales eléctricas, por ejemplo).
La quema de carbón produce tres tipos de cenizas como residuos de la combustión del carbón:
- Las cenizas volantes. Son un material fino y pulverulento que se transporta con los gases calientes de combustión y de chimenea.
- La ceniza de fondo. Es un material parecido a la arena, mucho más grueso, que se escurre desde el fondo de las calderas.
- La escoria de caldera. Se forma cuando la ceniza se derrite bajo el intenso calor de la combustión y se acumula en el fondo de la caldera y en los filtros de la chimenea de escape.
¿Qué problema medioambiental acarrean?
Aproximadamente del 80 al 90 por ciento de los residuos de la combustión del carbón se componen de minerales básicos no radiactivos como el silicio, el hierro, el aluminio y el calcio. Desafortunadamente, es el resto lo que le da a las cenizas de carbón su reputación tóxica: arsénico, mercurio y plomo.
La ceniza del carbón contiene arsénico, mercurio, plomo y otros metales pesados. Un tratamiento inadecuado de las mismas podría causar muertes de peces y contaminar el agua potable o las tierras.
Al hilo de lo anterior, el almacenamiento de cenizas secas de carbón puede ser extremadamente peligroso. El viento puede dispersarlas como un polvo cargado de carcinógenos que puede causar graves problemas de salud si se inhala. De igual manera, si los vertederos de cenizas no están debidamente revestidos, también pueden ser peligrosos para las aguas subterráneas.
Soluciones: la reutilización segura de la ceniza volante del carbón
Las cenizas volantes, el fino material de sílice que es parte de la masa de desecho de la ceniza del carbón, tienen unas características físicas y químicas que han llevado a unas originales ideas para nuevos usos. Tal es así, que aproximadamente el 45 por ciento de la ceniza volante de carbón producida cada año se recicla y se reutiliza de manera beneficiosa en:
- Cemento. Las cenizas volantes tienen propiedades similares al cemento que las hacen útiles en aplicaciones de construcción y se pueden usar como un sustituto directo del cemento Portland en el concreto.
- Hormigón. Las cenizas de fondo se pueden usar para hormigón, como aditivo para asfalto y para derretir nieve y hielo.
- Granalla. La escoria de caldera se utiliza también como granalla y gránulos para techos sobre tejas de asfalto.
- Yeso. El material de desulfuración de gases de combustión (FGD), una vez tratado, se puede usar como carga del yeso en proporciones adecuadas para la formación del PYL (paneles de yeso laminado)
- Fertilizante. Como aditivo agrícola para la estabilización de suelos. Los depósitos con alto contenido de azufre se pueden mezclar con otros materiales para crear fertilizantes.
- Limpieza de vertidos de crudo.
- Construcción de vehículos blindados más ligeros
De todas las anteriores, el hormigón y los paneles de yeso representan casi la mitad de la cantidad total de ceniza de carbón que se reutiliza. Son las dos opciones más importantes para el reciclaje del material.
Aparte de estas reutilizaciones beneficiosas aprobadas de residuos de combustión de carbón, el material tiene otros usos.
Incluyen:
- Relleno estructural para terraplenes de carreteras, cimientos de edificios y minas abandonadas.
- Como base permeable para proyectos de pavimentación, como capa superior en caminos sin pavimentar y relleno de subbase, debajo de carreteras pavimentadas.
- Como relleno mineral en asfalto o estabilizador durante el reciclaje de asfalto.
- Como material base debajo de las pistas de los campos de atletismo.
Técnicas de transformación de la ceniza volante de carbón
La aglomeración
Con esta tecnología, las cenizas volantes del carbón pasan de ser un desecho a un producto más comercializable. Forma parte de la política “waste-to-energy” o “waste-to-value” que tanto nos caracteriza a Talleres Guillén como empresa.
La aglomeración es la solución para quitar el polvo de las cenizas volantes o para “peletizarlas”, con el fin de usarlas en cemento o como enmienda del suelo.
El procesamiento térmico
Gracias al secador rotatorio de cenizas de carbón conseguiremos el endurecimiento de las cenizas de volantes de carbón para su uso en productos de concreto.
Secado de cenizas volantes mediante horno rotativo
¿Cómo se realiza una captura y reutilización (Carbon capture and reuse) de forma segura?
La premisa para la captura y reutilización de este desecho (CCR o CCU son sus siglas en inglés) es lograr la separación de la ceniza volante del contacto con el agua. Es esto lo que logrará que el nuevo material sea seguro.
Así, con el equipo correcto para el secado, la calcinación y la desorción térmica de cenizas de carbón, algunos de los peligros que presentan las cenizas de carbón pueden mitigarse sustancialmente.
Según el contenido de humedad del material y lo fino que sea, determinados sistemas de secado pueden secar la ceniza de carbón y facilitar su transporte y manipulación.
En el diseño consideramos factores como el contenido de humedad inicial y final, la temperatura del producto, la temperatura del aire de secado, la velocidad del aire y el tiempo de retención del material en el secador.
En Talleres Guillén diseñamos y construimos hornos rotativos secadores a medida para adaptarse mejor a la aplicación específica que solicite el cliente.
¿Cuáles son las ventajas del secador rotatorio de cenizas de carbón?
Los secadores rotatorios son capaces de manejar casi cualquier material sólido a granel, independientemente de sus características de transporte y manejo. Además, el secador rotatorio es una tecnología de calentamiento directo que genera altas tasas de transferencia de calor y masa.
Es especialmente adecuado para procesos que requieren el secado de polvos finos, sólidos, grumosos, lodos, gránulos, aglomerados o incluso una mezcla de los anteriores. Muchos de estos procesos son similares, si no idénticos, al proceso propio del secado de cenizas de carbón.
¿Cómo funciona un horno rotatorio de secado?
Los secadores rotatorios pueden estar equipados con dos neumáticos que giran sobre cuatro ruedas giratorias y están diseñados con paletas internas para ayudar a rociar el material húmedo a través de gases calientes. Aunque también está muy extendida la tracción del horno por medio de corona dentada.
Dichos secadores industriales rotativos normalmente tienen una inclinación de aproximadamente un cuarto de pulgada por pie (entre el 1 y el 5 %) desde el extremo de alimentación hasta el extremo de descarga. Esto ayuda a transportar el material a lo largo de la cubierta.
Para un secador rotatorio de corriente paralela, la mayor parte de la humedad de la superficie se elimina en el extremo de alimentación de la carcasa, debido a la gran diferencia de temperatura entre el gas y los sólidos. La eliminación de cualquier humedad interna es un proceso más largo, debido a la resistencia en el camino de la humedad a medida que migra desde el interior de una partícula sólida hacia su superficie. Este sistema es adecuado en algunas ocasiones, en concreto, cuando el material es de alta “pegajosidad”. De lo contrario, el proceso a contracorriente es más eficiente y facilita su control.
¿Podría conseguirse con un horno rotativo de calcinación indirecta?
Además del secador rotatorio para cenizas de carbón, los hornos rotativos de calcinación son únicos en su clase cuando se trata del procesamiento de cenizas. Hacen más que simplemente secar. Su versatilidad los convierte en una opción adecuada para aplicaciones especiales como calcinación, reacciones químicas y desorción térmica.
Los calcinadores rotatorios con tecnología de calentamiento indirecto consiguen la separación de la fuente de calor del entorno del proceso. Esto confiere varias ventajas. Incluye permitir una atmósfera específica en el proceso (normalmente de alta humedad) y prevenir la contaminación de la propia fuente de calor. Estas ventajas son importantes en el reciclaje de desechos, como cenizas, así como en la fabricación de catalizadores, el procesamiento de hidrocarburos y la producción química.
¿Qué es un horno rotativo calcinador?
Un horno industrial calcinador es un recipiente cilíndrico que gira consiguiendo uniformidad en el proceso de calcinación. Dentro del cilindro, los materiales se calientan rápida y eficientemente en un ambiente controlado. El material se alimenta de forma continua, rota constantemente y avanza en un flujo de caudal constante.
Las aplicaciones del calcinador tienden a ser altamente especializadas. La tasa de calentamiento del material procesado, o el perfilado de temperatura, a lo largo de toda la longitud del horno, se puede controlar en unos pocos grados. La rampa, la reacción, la descomposición, el enfriamiento, la deshidratación, etc., se pueden graduar en cualquier momento del proceso.
Las atmósferas internas pueden ser oxidantes, reductoras, presurizadas, inertes, recicladas o cualquiera que sea necesaria para lograr la calidad deseada del producto de manera segura y controlada.
Catálogo de elementos de transporte de horno rotativo
En conclusión, Talleres Guillén tiene experiencia en el diseño y fabricación tanto de hornos rotativos de secado como de calcinación, por lo que podemos sugerir el equipo más apropiado para la aplicación.
Además, también disponemos en nuestro catálogo de venta las piezas que conforman la planta de secado por separado, tales como cintas transportadoras o los elevadores de cangilones, para aumentar la flexibilidad del sistema.
