estudio de un proyecto de implantacion de una unidad de

Estudio de un Proyecto
de implantación de una
Unidad de Carbonización
de 6000 Toneladas de
Capacidad Anual de
Carbón Vegetal
I - LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE ...............................................4
II - COMPARACION ENTRE LOS DISTINTOS SISTEMAS DE CARBONIZACION ..............5
• Parvas de Tierra ............................................................................................................................5
• Hornos forestales metálicos .........................................................................................................6
• Hornos verticales tipo LAMBIOTTE SIFIC/CISR......................................................................7
III - DESCRIPCION DEL PROCESO EN EL HORNO LAMBIOTTE SIFIC/CISR......................8
IV - USOS DEL CARBON VEGETAL .............................................................................................10
1. Mercado del carbón vegetal industrial.......................................................................................10
2. Usuarios .........................................................................................................................................10
2.1 La industria del silicio ................................................................................................................10
2.2 La industria del sulfuro de carbono .........................................................................................11
2.3 La industria de explosivos .........................................................................................................11
2.4 La industria de las ferroaleaciones ...........................................................................................11
• Conclusiones ..................................................................................................................................11
V - ALGUNAS NORMAS INTERNACIONALES DEL CARBON VEGETAL ...........................12
• Esquema del Horno 6000 TM/Año .............................................................................................13
VI - DESCRIPCION DEL HORNO LAMBIOTTE SIFIC/CISR ....................................................14
• Estructura de soportes..................................................................................................................15
• Ventiladores ...................................................................................................................................15
• Equipos eléctricos у automatismos .............................................................................................15
• Mando hidráulico de los equipos ................................................................................................16
• Regulación de la temperatura......................................................................................................16
• Enfriamiento del Carbón Vegetal................................................................................................16
• Sistema antincendios ....................................................................................................................16
• Carga de la madera .......................................................................................................................17
• Equipos de control y de seguridad .............................................................................................17
• Combustión de los vapores рirolignosos ...................................................................................17
VII - LISTA DE EQUIPOS AUXILIARES PARA UNA INSTALACION COMPLETA ..............18
• Secado de lа madera......................................................................................................................18
• Transportador de cadenas ............................................................................................................18
• Cinta transportadora de alimentación de la guillotina ............................................................18
• Las guillotinas de madera............................................................................................................18
• Cribador de madera ......................................................................................................................18
• Cinta transportadora para lа alimentación automática del homo...........................................19
• Criba primaria ...............................................................................................................................19
• Silos .................................................................................................................................................19
• Extractor de polvo .........................................................................................................................19
• Embolsado ......................................................................................................................................19
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
INDICE
2
IX - LISTA DE LAS OBRAS DE INGENIERIA CIVIL
PARA UNA INSTALACION SIFIC/CISR 6000..............................................................................21
• Terraplenados.................................................................................................................................21
• Ingeniería civil...............................................................................................................................21
Х - ESTUDIO ECONOMICO ...........................................................................................................22
• Activo inmovilizado .....................................................................................................................22
• Gastos anuales ...............................................................................................................................22
• Inversión.........................................................................................................................................22
• Amortización .................................................................................................................................23
• Gastos totales .................................................................................................................................23
• Ventas anuales ...............................................................................................................................23
• Beneficio Bruto...............................................................................................................................23
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VIII - MANO DE OBRA REQUERIDA
PARA LAEXPLOTACION DE LA INSTALACION .......................................................................20
3
La biomasa o materia vegetal- constituye uno de los recursos naturales más
abundantes de lа tierra. Ahora bien, es una fuente de energía cuya explotación racional
es muy escasa а escala mundial.
Las estadísticas de lа ONU dan las siguientes cifras para е1 uso mundial de leña
(en 109 kWh):
•de 10 000 а 12 000 - en 1984, у
•de 15 000 а 20 000 - para еl año 2000
У para еl carbón de madera las estadísticas indican (en 109 kWh)
• 1000 - en 1984, у
• de 2 000 а 5 000 - para е1 аñо 2000.
Estas cifras son suficientes para demostrar lа importancia de esta fuente de energía
у los enormes progresos que pueden conseguirse en materia de economía de energía,
mediante una carbonización más generalizada de lа leña.
Efectivamente, еl rendimiento de la combustión del carbón vegetal, dada lа densidad
de lа materia combustible, hace que este combustible sea mucho más económico que lа
leña. Además, los procedimientos de carbonización moderna, tal como еl procedimiento
LAMBIOTTE, permiten recuperar los alquitranes у/о el poder calorífico contenido en
los vapores pirolignosos excedentarios. Así, lа operación de carbonización tiene lugar
con un rendimiento total particularmente interesante, sobre todo en regiones en que las
necesidades energéticas son difíciles de financiar.
Paralelamente а lа utilización doméstica, los sectores industriales que pueden
utilizar еl carbón vegetal son numerosos, siempre у cuando se pueda garantizar un
abastecimiento de este producto de alta calidad.
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I - LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE
4
SISTEMAS DE CARBONIZACION
PARVA DE TIERRA
Se hacen in situ у no precisan inversión ni transporte de madera.
Un ciclo de producción dura de 8 а 15 días, según lа humedad de la madera у las
dimensiones de lа parva. Еl rendimiento es pobre dado que еl procedimiento es irregular
у difícil de dominar у que, además, queda siempre una parte de carbón vegetal que no se
consigue recoger.
El secado de lа madera requiere lа combustión de una parte de lа madera о del
carbón vegetal.
Se pueden vigilar varias parvas simultáneamente, pero es preciso una vigilancia
continua у el trabajo es pesado.
Características
Rendimiento en Kg. de
carbón vegetal
60 - 130 kg por
tonelada de madera
Mano de obra
20 hombre x día /
tonelada de
carbón vegetal
heterogenea
Calidad del cabón
vegetal
carbono fijo
60 - 66 %
humedad
10 %
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
II - COMPARACION ENTRE LOS DISTINTOS
5
Estos hornos están hechos con virolas de acero у una tapa. Su capacidad va de 4 а
9 m3. Se instalan у llenan in situ.
Estos hornos pueden ser ensamblados у desplazados por dos hombres.
La inversión es relativamente reducida, pero su duración de vida es corta (± 2 años)
debido а los impactos térmicos у а lа corrosión.
La duración de lа carbonización es de 48 horas si se dispone de madera seca. Еl
rendimiento es un poco mejor que con parva de tierra у еl trabajo es menos pesado.
En Ghana, John Powell indica rendimientos de 130 kg de carbón por tonelada de
madera.
La administración francesa de Aguas у Bosques informa 160 kg bruto у 140 kg de
carbón embalado por tonelada de madera con 30%о de humedad.
Características
Producción
de 30 a 50 toneladas
de cabón vegetal por
horno
Rendimiento de carbón
vegetal
130 a 170 kg por
tonelada de madera
Mano de obra
20 hombre x día /
tonelada de
carbón vegetal
bastante heterogenea
Calidad del carbón
vegetal
carbono fijo
70 %
humedad
10 %
presencia de incocidos
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
HORNOS FORESTALES METALICOS
6
Comparado con los dos sistemas precedentes, este método de carbonización
presenta varias ventajas importantes:
• una producción en continuo de carbón vegetal frío;
• una muy elevada productividad de la mano de obra;
• un rendimiento máximo en carbón vegetal;
• una calidad regular у adaptable;
• la posibilidad de recuperar energía о subproductos de la madera. Además, este
modelo de horno es de explotación muy sencilla.
Los hornos SIFIC/CISR producen de 2 000 а 6 000 toneladas de carbón vegetal
anuales, según sus dimensiones. Reciben cualquier calidad о especie de madera. La
recuperación de calor de los vapores pirolignosos excedentarios representan un potencial
energético importante, que puede ser explotado en industrias vecinas tales como: hornos
de cal, cementeras, secaderos, calefacción de viveros, etc.
Características
Producción
de 2000 a 6000
toneladas de carbón
vegetal, según
dimenciones
Rendimiento de carbón
vegetal
245 kg por tonelada
de madera,
humedad 25%
Mano de obra
0,5 hombre x día /
tonelada de
carbón vegetal
homogenea
Calidad del cabón
vegetal
carbono fijo
80 - 85 %
humedad
3a4%
sin incocidos ni cuerpos extraños
Posibilidad de recuperación de energía: (para una capacidad de 6000 toneladas de
carbón vegetal por año) equivalente а + 7,2 Т.Е.Р. por día.
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HORNOS VERTICALES TIPO LAMBIOTTE SIFIC/CISR
7
DEL HORNO LAMBIOTTE SIFIC/CISR
Se puede esperar una producción de 15 a 21 toneladas de carbón vegetal por día,
según el grado de humedad de la madera. Mientras más seca esté la madera, mayor será
la producción.
La fábrica funciona en continuo, 24 horas sobre 24 y 7 días por semana, con una
interrupción anual de 4 semanas para las labores de mantenimiento de la instalación.
El procedimiento de carbonización continua supone la presencia en el lugar de
personal de vigilancia día y noche. La preparación de la madera y el acondicionamiento
del carbón se efectúan en horas normales de trabajo durante la colocación diurna y fuera
de los días de descanso.
La madera utilizada puede provenir de frondosos o de resinosos. Se recomienda,
sin embargo, trabajar con una sola variedad a la vez. En caso de precisarse carbonizar
las dos variedades, se recomienda alternar los dos tipos —frondosos y resinosos— una
semana cada uno.
La humedad puede situarse entre el 15 y el 45% del peso total. Si es inferior al
25%, los vapores pirolignosos excedentarios que se escapan por la antorcha pueden
ser quemados directamente. En caso contrario, sólo pueden quemarse mediando una
aportación de un combustible de apoyo (p. ej. propano).
El acondicionamiento de la madera es importante. La longitud de los pedazos no
debe ser mayor de 33 cm, porque pueden producirse anclajes en el horno.
La sección de la madera debe ser inferior a 1 dm2, en su defecto, pueden producirse
incocidos.
La composición de carbón vegetal depende de la madera misma y también de la
temperatura de carbonización. Esta tiene una acción directa en el contenido de material
volátil del carbón vegetal.
El horno LAMBIOTTE tipo SIFIC/CISR ha sido diseñado para funcionar a la
temperatura precisa para producir el contenido de carbono fijo del 80 al 85%.
El tipo de madera determina el contenido de cenizas del carbón vegetal. La
proporción de cenizas en carbón vegetal seco varía según las distintas partes de los
árboles, como se indica en el cuadro siguiente:
Cenizas en el
carbón vegetal
Composición de las cenizas (%)
K2O
P2O5
CaO
MgO
cotezas maduras
8%
20
12
50
6
ramas
8%
10
5
55
6
troncos frondosos
1,6 %
10
4
57
5
troncos resinosos
1,0 %
11
3
60
5
(Yvan Schwob, París 1980)
La madera más cercana a la corteza da un carbón más rico en cenizas que la madera
del centro del tronco. El análisis de las cenizas del carbón vegetal revela el origen de la
madera.
Resumiendo: un carbón vegetal medio puede contener un 3 % de cenizas en las que
el calcio, el potasio y el fósforo dominan, el magnesio y el hierro se sitúan con el silicio y el
sodio, en segunda y tercera posición respectivamente.
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III - DESCRIPCION DEL PROCESO
8
El carbón vegetal producido por el horno LAMBIOTTE tipo SIFIC/CISR, constituye
una materia prima de primera calidad para la producción de carburo de calcio, aunque
es sobre todo en la muy reciente y en pleno desarrollo industria de la producción de
silicio, que se busca el carbón vegetal como reductor en los hornos eléctricos de arco. El
reducido contenido de cenizas del carbón vegetal, la especial composición de éstas y,
sobre todo y concretamente, la ausencia de aluminio, es apreciable, efectivamente, para
las ferroaleaciones dado que el aluminio es frecuentemente causa de una calidad inferior.
En metalurgia, la resistencia mecánica y la densidad son factores importantes para
la utilización del carbón vegetal en los altos hornos.
Estos factores van relacionados con la clase de madera, tal como se muestra en el
cuadro siguiente:
Densidad del
carbón
Friabilidad del
carbón
Resistencia a la
compresión
de 0,5 a 0,6
muy poco friable
muy buena
Coula edulea
(Gabón)
0,76
poco friable
muy buena
Goupia glabra
0,70
poco friable
buena
Tabebnia serratifolia
(Brasil)
0,78
bastante
poco friable
buena
Aucoumea Klaineraria
(Gabón)
0,56
poco friable
muy pobre
Astronium
fraxinifolium
0,73
bastante friable
muy pobre
Clases
Eucaliptus robusta
(Madagascar)
(J. Doat y G. Petroff, París 1975)
El horno LAMBIOTTE tipo SIFIC/CISR no solamente produce carbón vegetal,
produce también vapores pirolignosos. Por la forma, recordemos que la energía
contenida en la materia seca de la madera, se encuentra por mitades en el carbón
vegetal y en los vapores pirolignosos. Con el proceso LAMBIOTTE, se quema en el
horno por las necesidades de la carbonización, la mitad de los vapores pirolignosos
producidos. Un cuarto de la energía contenida en la madera se encuentra entonces en
los vapores pirolignosos excedentarios y, en consecuencia, están disponibles.
Estos vapores pirolignosos excedentarios se mezclan con el vapor de agua
(procedente del secado de la madera) y con el gas de combustión de los vapores
pirolignosos consumidos en el horno.
Mientras más húmeda esté la madera, mayor será la cantidad de vapor de agua
y menor el porcentaje de vapores combustibles.
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
El carbón vegetal tendrá también restos de los elementos dominantes del suelo en
que el árbol se encontraba plantado.
9
La demanda de carbono para uso industrial es mucho mayor que lа del carbón de
madera de tipo “doméstico”.
Еl objetivo de este capítulo es inventariar las aplicaciones industriales principales
у las calidades de carbón vegetal que exigen. El carbón vegetal de uso industrial puede
convertirse en una industria mayor en numerosos paises de todo еl mundo. Para ello
es preciso que productores у comerciantes sean conscientes de las necesidades de los
usuarios de carbono industrial.
1. MERCADO DEL CARBON VEGETAL INDUSTRIAL
А título indicativo, comparemos las estadísticas de importación mundial de carbón
vegetal doméstico, que se sitúan en 250 000 toneladas/año, con еl consumo industrial
brasileño que es de 5 millones de toneladas anuales (se utiliza principalmente como
reductor en los altos hornos).
2. USUARIOS
La cantidad de aplicaciones posibles es muy importante. Citemos entre los sectores
industriales: еl carbón activo, lа química, los explosivos, lа cristalería, los pegamentos,
lа metalurgia, los productos farmacéuticos, los pigmentos, la industria del plástico, los
alimentos para animales, еl caucho, la corrección de suelos.
Veamos más detenidamente algunos grandes usuarios.
2.1. La industria del silicio
El silicio puro se reduce con еl carbono según la reacción
SiO2
68
+
C
12
=
Si + CO2 (gas)
28
La reducción у lа fusión ocurren entre 1700°С у 2000°С.
Para esta reacción еl carbono debe ser reactivo. La antracita, por ejemplo, no lо es.
Por contra, еl carbono de origen vegetal se revela como un excelente reactivo.
Hasta еl momento actual los fabricantes han utilizado mezclas de carbón, aunque
еl contenido de impurezas metálicas que presentan hace que no sean un material
especialmente interesante. Se trata de aumentar la parte de carbono procedente de la
madera.
La exigencia relativa аl carbono fijo mínimo es del mismo orden que lа de la buena
leña, pero los límites para еl contenido en cenizas у lа granulometría, son más ajustados.
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
IV - USOS DEL CARBON VEGETAL
10
Еl sulfuro de carbono se produce por lа reacción del azufre líquido con carbono
calentado аl rojo
+
=
C
2S
CS2
Sólido
Líquido
Vapor
12
64
76
Еl proceso es continuo, con еl carbón que se carga en caliente en еl reactor para evitar
un impacto térmico аl azufre fundido. Cada tonelada de azufre requiere 0,16 toneladas de
carbono.
La presencia de hidrógeno en еl carbón vegetal provoca lа impureza H2S. Por este
motivo, la industria especifica “pocas materias volátiles”. La industria busca una materia
prima carbonada con un reducido índice de cenizas. Los finos constituyen una dificultad
real. Se encuentran en proporción excesiva cuando lа materia prima procede de carbón
vegetal friable hecho partiendo de madera tierna у demasiado húmeda.
2.3. La industria de los explosivos
Еl carbono es utilizado, entre otros, para la fabricación de bengalas de seguridad.
Este mercado es menos amplio pero exige un carbón vegetal muy regular, para poder tener
características homogéneas para cada lote.
Por razones evidentes, no debe haber ningún cuerpo ехtraño en lа materia (р. ej.
granalla).
2.4. La industria de las ferroaleaciones
Las cantidades de carbono procedente de la carbonización de lа madera requeridas
por esta industria son muy importantes.
Se exige elevados contenidos de carbono fijo. Los hornos LAMBIOTTE pueden
producir un carbón con un 95% de carbono fijo en una operación. Еl elevado contenido de
carbono va а lа par con un reducido contenido de materias volátiles.
CONCLUSIONES
Los productores de carbón vegetal tienen, en las aplicaciones industriales, un
mercado potencial con enormes posibilidades de expansión, siempre у cuando dispongan
de los equipos que les permitan producir un carbón vegetal cuya calidad convenga а la
industria.
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
2.2. La industria del sulfuro de carbono
11
Para proteger аl consumidor у por razones de higiene, gradualmente se han ido
imponiendo normas para еl empleo de carbón vegetal de uso doméstico.
А continuación damos algunos ejemplos. Cabe destacar que, en términos generales,
estas normas se refieren а la pureza química, las propiedades físicas у еl embalaje.
normas
Bélgica
Francia
Alemania
NBN M11-001
NF Nº 846 E
DIN 51749
categoría
categoría
unidades
A
B
A
B
carbono fijo
% min.
del peso
82
75
82
75
78 (1)
materias volátiles
% max.
del peso
12
-
-
-
16 (1)
contenido de
cenizas
% max.
del peso
-
-
-
-
6 (1)
humedad
% max.
del peso
7
7
7
7
8
> 20 mm
75
75
85
85
90 min.
>10 mm < 20 mm
19
19
-
-
-
< 10 mm
6
-
-
-
-
-
-
-
-
380 (2)
Pureza Química
Propiedades
físicas - pedazos
% mix.
del peso
Procedimiento
Tº de
carbonización
ºC mín
(1) sobre el peso seco
(2) no puede alcanzarse un contenido de carbón fijo de un 78 % del peso seco con una
temperatura de carbonización de 380ºC con un proceso económico normal.
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V - ALGUNAS NORMAS INTERNACIONALES DEL CARBON VEGETAL
12
Leña entrante
a 25% H2O
+ 3,6 TM/H
Zona de secado
Inyectores
de aire
Zona de
Carbonización
Zona de
Enfriamiento
Cuba de
Carga
Carbon Saliente
a 25ºC
900Kg/h
Energía disponible = 0,339 T.E.P./h
2455 N m3 de gases quemados/h
a + 1350ºC
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
Horno de
6000 TM/año
Cámara de
Combustión
de Humo y
Chimenea
13
El horno tiene la forma de un cilindro vertical que presenta una abertura en la parte
superior para la introducción de la madera y una abertura en la parte inferior para la
descarga del carbón vegetal.
El horno es de acero dulce, tiene una longitud de 18,40 m y un diámetro de 4,30 m.
Consta de varias zonas. Comenzando por la parte superior: primero la zona de
secado, donde la madera pierde su humedad al entrar en contacto con los vapores
pirolignosos calientes. Después viene la zona de carbonización donde se quema una parte
de los vapores pirolignosos para llevar la temperatura de la madera a la temperatura
de carbonización, y la parte inferior donde el carbón vegetal producido es llevado a la
temperatura ambiente al entrar en contacto con gases fríos.
Volvamos a la ZONA DE SECADO en la parte superior del horno.
Esta zona es de acero inoxidable, dada la eventual condensación de los vapores
pirolignosos. La madera se introduce a través de una abertura que se cierra con una puerta
estanca. Después de esta abertura viene una parte cilíndrica, también de acero inoxidable y
que contiene la reserva de madera en fase de secado.
Encontramos luego una zona cilíndrica de acero dulce, que precede a la zona de
carbonización.
Para evitar la condensación de los vapores pirolignosos y para disminuir su consumo
en el interior del horno, toda esta zona es calorifugada cuidadosamente.
La protección general exterior del horno es una chapa de protección.
La ZONA DE CARBONIZACION viene después de la virola de secado. Es de acero
dulce. Su revestimiento interior es de ladrillos refractarios especiales.
Estos tienen dos partes, una hacia el interior del horno, resistente a los impactos
térmicos y a la corrosión y la otra hacia el exterior, para el aislamiento térmico.
Se consigue un aislamiento suplementario, tal como en la parte superior, mediante
lana de roca protegida con un revestimiento de chapa en el exterior del horno.
La copa o bóveda del horno tiene una forma circular y da lugar al paso de los
inyectores de gas caliente y de aire. Estos inyectores son 6 y son los quemadores en los que
se utilizan los vapores pirolignosos.
El aire exterior se admite en cantidad controlada y graduable, para equilibrar la
cantidad de vapores pirolignosos reciclados.
Como resultado tenemos que la atmósfera interior del horno no tiene oxígeno libre.
Por este motivo, ni la madera ni el carbón de madera pueden combinarse con el oxígeno y
el rendimiento del horno es máximo.
Debajo de la zona de carbonización, encontramos la ZONA DE ENFRIAMIENTO
del carbón vegetal.
Debajo de esta virola se encuentra la zona de descarga, que comprende las rejillas
corredizas que se abren regularmente para dejar el paso al carbón vegetal enfriado.
El carbón vegetal enfriado cae en un dosificador, cerrado por su base con una válvula
horizontal.
Acto seguido encontramos la cámara con una compuerta que impide que el aire entre
al horno por la parte inferior, dado que esto podría provocar una inflamación del carbón
vegetal.
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VI - DESCRIPCION DEL HORNO
14
Partiendo de abajo, encontramos:
• la pasarela del grupo hidráulico,
• la pasarela ventilador gases fríos y columna de enfriamiento
• la pasarela ventilador gases calientes
• la pasarela inyección de aire y regulación
• la pasarela circulación en la cabecera del horno
• la pasarela de acceso a las poleas de retorno de cable del polipasto
situado a 30,80 m del suelo
VENTILADORES
El horno tiene 3 ventiladores:
•el ventilador de gases calientes
•el ventilador de gases fríos
•el ventilador de aire
El ventilador de gases calientes es un diseño especial para el horno. Funciona a una
temperatura de 550° C y sus apoyos son enfriados por aire. Es totalmente calorifugado.
EQUIPOS ELECTRICOS Y AUTOMATISMOS
Sistema abierto con terminal hombre/máquina y pantalla con minisistema experto.
• un autómata programable,
• un terminal de diálogo hombre/máquina, con pantalla color y teclado con teclas
de función personalizables.
Este terminal permite:
• la visualización de textos en claro,
• la introducción de órdenes o instrucciones mediante un teclado de tipo industrial
táctil (IP65) con teclas de función personalizables,
• el control por enlace con un autómata programable,
• la visualización dinámica del proceso (grafismo no evolutivo con incrustaciones
de mensajes y valores numéricos en tiempos reales),
• la visualización de parámetros de funcionamiento, que se presentan como
cuadros de datos.
La configuración del terminal puede ser hecha desde un ordenador MS DOS
sencillo. Una vez configurado, el terminal se convierte en un sistema de supervisión
sencillo y fácil de utilizar.
Los defectos, valores y pedidos de intervención aparecen en claro y se pueden
interpretar instantáneamente. Mediante simples cambios de color, aparición de símbolos,
parpadeos de textos o de colores, se llama la atención del operario sobre acontecimientos
importantes del proceso.
Desde el puesto de mando, él puede decidir en tiempo real las acciones, ordenando
la parada o el arranque de los equipos o de los ciclos de producción.
Estudio de un Proyecto de implantación de una Unidad de Carbonización de 6000 Toneladas de Capacidad Anual de Carbón Vegetal
ESTRUCTURAS DE SOPORTES
15
•en la compuerta de vaciado del carbón vegetal,
•en la válvula horizontal del dosificador de carbón vegetal,
•en el mando de las rejillas del carbón vegetal,
•en el mando de la válvula de cierre en la cabecera del horno,
•en el ventilador de gases calientes.
REGULACION DE LA TEMPERATURA
Para mantener la temperatura de carbonización ideal en el interior de la zona de
carbonización del horno, la entrada de aire en cada quemador se gradúa en función de la
temperatura en las cercanías del quemador.
La graduación de las temperaturas se consigue a través de válvulas motorizadas con
servomotor.
Las sondas pirométricas son de tipo Níquel-Cromo.
ENFRIAMIENTO DEL CARBON VEGETAL
El carbón vegetal en la zona de enfriamiento del horno es atravesado por gases que
son enfriados en una “columna de enfriamiento”. Esta columna está equipada con una
rampa de pulverización de agua.
El agua de enfriamiento de gases es a su vez enfriada en una torre de enfriamiento.
El caudal de circulación de agua en la columna de enfriamiento y en la torre de
enfriamiento es aproximadamente de 6.000 a 8.000 l/h.
La evaporación del agua en la torre de enfriamiento requiere una aportación que
puede variar entre 800 y 1.500 l/h. Es conveniente renovar regularmente el agua de
circulación, dado que ésta se carga de ácidos acético y fórmico y de alquitranes fenólicos
solubles en el agua.
SISTEMA ANTINCENDIOS
El horno tiene una tubería vertical de 1,5” con una toma de 1”. Es conveniente
prever en el lugar un depósito de agua con una capacidad de 50 m3 en un punto elevado,
para asegurar la alimentación de las tuberías antincendios, incluso en caso de ausencia de
electricidad.
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MANDO HIDRAULICO DE LOS EQUIPOS
16
Esta operación es íntegramente automática. En cuanto el nivel de madera desciende
en el horno por debajo del límite determinado, el detector de rayos gamma activa un
transportador de cinta que vuelca la madera en la CUBA DE CARGA. Este último es
accionado por un polipasto colocado en una balanza.
Una vez llena la cuba de carga, la balanza acciona la parada del transportador de cinta
y activa el funcionamiento del polipasto. Este sube siguiendo una guía de rodamiento.
Cerca del punto superior, un interruptor es activado por la marcha de la cuba de
carga, se abre la compuerta de alimentación de madera del horno y la cuba vuelca su
contenido en el horno.
La cuba de carga regresa entonces automáticamente a su punto de partida y la
compuerta se cierra.
EQUIPOS DE CONTROL Y DE SEGURIDAD
gas.
Unos diafragmas colocados en las tuberías permiten medir el caudal del agua y de
La cantidad de madera en el horno y de carbón vegetal obtenido aparece en
contadores totalizadores.
Las temperaturas se registran de modo continuo en 6 puntos específicos del horno
en un aparato especial.
COMBUSTION DE LOS VAPORES PIROLIGNOSOS
El equipo incluye una antorcha especial adaptada a la combustión de vapores
pirolignosos excedentes producidos durante la carbonización de la madera en el horno.
Estos vapores se queman en la antorcha cuando la madera tiene una humedad
inferior al 25%. Estos se encienden mediante un pequeño quemador de gas butanopropano con mando a distancia.
La presente especificación se da únicamente a título informativo. No debe considerarse como
constitutiva de garantías contractuales ni para deducir rendimiento alguno. El fabricante se reserva
el derecho de modificarla en cualquier momento, siguiendo la evolución de los conocimientos y de
la técnica.
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CARGA DE LA MADERA
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А continuación damos las características de algunos equipamientos especialmente
adaptados а nuestro proceso.
Secado de la madera
Еl secado de lа madera аl aire, se hace en las mejores condiciones, depositando los
leños аl viento. Еl índice de secado de la madera puede conocerse en los institutos forestales
locales. Mientras más húmeda está lа madera, menor es lа producción.
Transportador de cadenas
Este transportador recibe los leños destinados а lа guillotina.
longitud: 8,00 m
anchura: 2,50 m
altura : 1,44 m
еl transportador reposa en 18 patas
еl transportador tiene 7 cadenas con eslabones de alambre de 13 mm
velocidad de las cadenas : б m/min.
peso : 4 500 kg
еl transportador tiene un pedal de mando independiente.
Cinta transportadora
de alimentación de la guillotina
longitud: 6,00 m
anchura: 0,50 m
peso : 800 kg
Las guillotinas de madera
Esta máquina se ha manifestado particularmente eficaz, fiable у resistente para la
preparación de lа madera. Puede trabajar durante días cortando madera dura sin exigir
afilados fastidiosos, como es el caso de las sierras.
Cribador de madera
Para evitar pedazos demasiado pequeños, que provocan pérdidas de carga en еl
horno у también una proporción demasiado elevada de finos, recomendamos un cribador
de madera entre lа guillotina у la cinta de alimentación automática del horno.
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VII - LISTA DE EQUIPOS AUXILIARES
PARA UNA INSTALACION COMPLETA
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longitud: 20 m
Este transportador alimenta cuba de carga del horno у es controlado desde еl
tablero central de mando del horno.
La cinta tiene una capacidad de madera cortada para 2 horas de producción.
Criba primaria
Los finos se eliminan en esta criba. Еl cliente debe especificar еl cribado que desea.
Este primer cribado es sumamente importante, dado que elimina del carbón
vegetal los finos que impedirán una buena ventilación de los silos. Los finos pueden ser
embolzados directamente bajo lа criba о bien transportados neumáticamente hacia еl
lugar de embolse.
Silos
Los silos deben tener una capacidad suficiente como para recibir 48 horas de
producción у poder depositar еl carbón en ellos durante lа fase de oxigenación que sigue
а la carbonización. Esta oxigenación es exotérmica у requiere una buena ventilación de los
silos (Véase еl reglamento sobre еl transporte del carbón vegetal).
Extractor de polvo
Extrae еl polvo producido por еl cribado. Consta de un ventilador у bolsa filtrante.
Las bolsas se sacuden periódicamente у еl polvo se recoge en sacos.
El extractor de polvo puede conectarse con otros puntos de lа instalación (mediante
tuberías suministradas por еl cliente).
Embolsado
Existe una gama de embolsadoras automáticas о semiautomáticas que permiten
llenar sacos de 10 kg.
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Cinta transportadora para
la alimentación automática del horno
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No se precisa una mano de obra cualificada para operar еl horno SIFIC/CISR, salvo
а nivel de los mandos intermedios (capataz у electricista). La regulación automática separa
lа calidad del carbón de lа experiencia del personal.
Preparación de lа madera: 4 personas
Vigilancia del horno : 5 personas, 1 en cada puesto
Manipulación del carbón vegetal : de 3 а 6 personas
según еl modo de acondicionamiento granel о embalado.
Un empleado administrativo.
Еl director de lа planta de carbonización.
Total : de 14 а 17 personas.
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VIII - MANO DE OBRA REQUERIDA
PARA LA EXPLOTACION DE LA INSTALACION
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TERRAPLENADOS
• Nivelación del terreno
- superficie total 3 Ha.
- área de almacenamiento de la madera
- área de preparación de la madera
- área de manipulación del carbón vegetal
INGENIERIA CIVIL
• Cimientos del horno
• Аreа de preparación de 1а madera: 400 m2 а tierra
• Агеа de acondicionamiento у de depósito del carbón vegetal: 1 500 m2 а tierra
• Oficina + taller + vestuario : 500 m2
• Canalizaciones
• Estanques de decantación / lagunado
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IX - LISTA DE LAS OBRAS DE INGENIERIA CIVIL
PARA UNA INSTALACION SIFIC/CISR 6000
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ACTIVO INMOVILIZADO
• Terreno
• Acondicionamiento del lugar
• Edificios - Ingeniería civil
• Electrificación - Traída de agua - Seguridad
• Aparatos de manipulación / Taller de reparaciones
- elevadores de horquilla
- garfios
- etc.
• Varios (montaje, ingeniería)
• Equipos de carbonización
un horno SIFIC/CISR 6000 con sistema de recirculación de aguas de enfriamiento
• Equipos de preparación de la madera
• Equipos de depósito у acondicionamiento del carbón Total activo inmovilizado
GASTOS ANUALES
• 30 000 toneladas de madera
• 600 000 sacos de 5 kg
• Mantenimiento
• Salarios у cargas sociales
• Energía
• Suministros varios у provisiones (10 %)
Total gastos anuales
INVERSION
Activo circulante = 6 meses del total de los gastos
Total inversión = activo inmovilizado + activo circulante
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X - ESTUDIO ECONOMICO
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5 años.
GASTOS TOTALES =
amortización + total gastos anuales.
VENTAS ANUALES
• Carbón Vegetal (embalado)
- 4 500 toneladas en pedazos superiores а 20 mm
- 1 500 toneladas de finos de carbón de madera de 0 а 20 mm
• Recuperación calorífica eventual según necesidad, а calcular.
Total ventas anuales
BENEFICIO BRUTO =
Total ventas anuales - gastos totales.
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AMORTIZACION
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