Industria del Cemento

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UPME
ELABORADO POR:
UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
GRUPO DE GESTIÓN EFICIENTE DE ENERGÍA, KAI:
DR. JUAN CARLOS CAMPOS AVELLA, INVESTIGADOR PRINCIPAL.
MSC. EDGAR LORA FIGUEROA, COINVESTIGADOR.
MSC. LOURDES MERIÑO STAND, COINVESTIGADOR.
MSC. IVÁN TOVAR OSPINO, COINVESTIGADOR.
ING. ALFREDO NAVARRO GÓMEZ, AUXILIAR DE INVESTIGACIÓN.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS, GIEN:
MSC. ENRIQUE CIRO QUISPE OQUEÑA, COINVESTIGADOR.
MSC. JUAN RICARDO VIDAL MEDINA, COINVESTIGADOR.
MSC. YURI LÓPEZ CASTRILLÓN, COINVESTIGADOR.
ESP. ROSAURA CASTRILLÓN MENDOZA, COINVESTIGADOR.
ASESOR
MSC. OMAR PRIAS CAICEDO, COINVESTIGADOR.
UN PROYECTO DE LA UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO
ENERGÉTICA DE COLOMBIA (UPME) Y EL INSTITUTO
COLOMBIANO PARA EL DESARROLLO DE LA CIENCIA Y LA
TECNOLOGÍA. “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” (COLCIENCIAS).
CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………. 1
2. PROCESO PRODUCTIVO……………………………………………….... 2
2.1 PROCESO VÍA HÚMEDA……………………………………………………… 3
2.2 PROCESO VÍA SEMIHÚMEDA………………………………………………… 3
2.3 PROCESO VÍA SEMISECA………………………...…………………………..3
2.4 PROCESO VÍA SECA………………………...………………………………. 4
2.5 TECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN………………...……………………………. 5
2.6 OPERACIONES BÁSICAS EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO………………….. 5
2.6.1 Extracción y Preparación de las Materias Primas………………….... 5
2.6.2 Dosificación y Prehomogenización……………………………………. 6
2.6.3 Secado y Molienda del Crudo…….……………………………………. 6
2.6.4 Homogenización………………………………………………………….8
2.6.5 Fabricación del Clínker…………………………………………………. 8
2.6.6 Molienda y Acabado……………….……………………………………. 11
3. DISTRIBUCIÓN DE LOS CONSUMOS DE ENERGÍA………………….. 13
4. MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA…………………………………… 15
4.1 AHORRO DE ENERGÍA EN LAS OPERACIONES BÁSICAS…………………….. 15
4.1.1 Extracción y Preparación de las Materias Primas..………………..... 15
4.1.2 Secado y Molienda del Crudo..………………………………………... 15
4.1.3 Homogenización………………………………………………………….16
4.1.4 Fabricación del Clínker..…….…………………………………............. 16
4.2 AHORRO DE ENERGÍA EN LA COMBUSTIÓN……………...………………….. 21
4.2.1 Regulación del Aire Primario en el Quemador del Horno…………... 21
4.2.2 Control de Llama…………………………………………......................21
4.2.3 Aprovechamiento del Aire Caliente en los Quemadores
Secundarios……………………………………………………………… 21
4.2.4 Utilización de las Cenizas Volantes con Alto Contenido
de Inquemados………………………………………………………….. 22
4.3 OTROS POSIBLES AHORROS DE ENERGÍA……...………………………….. 22
4.3.1 Control Continúo del Consumo Específico de Combustible………... 22
4.3.2 Aumento de la Capacidad Unitaria…………………………..………... 22
4.3.3 Aprovechamiento de los Calores Residuales……………..………..... 23
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Pág.
4.3.4 Separador de Alta Eficiencia………………………………..………..... 24
4.3.5 Ciclo Orgánico Rankine para Producción de Electricidad………...... 24
5. ASPECTOS AMBIENTALES GENERALES……………………………… 26
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………..……………………28
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1.
INTRODUCCIÓN
La industria cementera necesita de grandes cantidades de energía en todas sus
formas, siendo el principal componente en el costo de fabricación del cemento.
En la industria del cemento pueden consumirse combustibles sólidos, como
lignitos, hullas, turbas, carbones, etc., líquido en los diferentes tipos de fuel,
crudos, y los gaseosos dentro del cual el principal es el gas natural.
Como un resultado de la evolución de la tecnología de producción del cemento en
la dirección de economizar combustible en hornos de gran tamaño, han surgido
varios factores que afectan la marcha continuada del horno, fundamentalmente los
revestimientos refractarios. De estos factores podemos señalar, como los más
importantes, los dos que siguen:

El efecto de los álcalis y sus compuestos en las zonas de precalentamiento y,
también, en las zonas de mayor temperatura del horno.

El aumento de las cargas térmicas y mecánicas por la disminución del área
específica del horno en la relación m²/ton de clínquer.
Cemento Gris
El cemento es una mezcla de piedra caliza y arcilla, triturada y calcinada hasta el
punto fundente, convertida en una escoria granulada llamada clínquer que se
muele con una pequeña proporción de yeso (sulfato de calcio) hasta quedar
finamente pulverizada.
Es el aglutinante básico del hormigón y de muchos otros productos que se utilizan
en la construcción, tales como: mosaicos, baldosas, bloques, asbestos cemento,
tubos para acueducto y alcantarillado, etc.
Cemento Blanco
El cemento blanco como aglomerante es sustituto del cemento gris, aunque su
uso especifico responde a principios estéticos y de decorados, siendo su
requerimiento principal el por ciento de blancura que a su vez determina su
categoría de calidad en el mercado mundial.
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1
2.
PROCESO PRODUCTIVO
A continuación se va a realizar una pequeña descripción de los diferentes
procesos de fabricación indicados en la Figura 1.
Figura 1. Diagrama de Bloques del Proceso Productivo del Sector Cemento.
MATERIAS PRIMAS
EXTRACCIÓN
PROCESO VÍA SECA
PROCESO VÍA HÚMEDA
MACHAQUEO
DOSIFICACIÓN O
PREHOMOGENIZACIÓN
DILUCIÓN
DOSIFICACIÓN
MOLIENDA
SECADO
HOMOGENIZACIÓN
VÍA HÚMEDA
VÍA SEMIHÚMEDA
VÍA SECA
VÍA SEMISECA
FILTRACIÓN
SECADO
(Horno Rotatorio)
EXTRUCCIÓN
GRANULACIÓN
SECADO
(Parrillas)
SECADO
(Parrillas)
SECADO
(Ciclones)
CLIQUERIZACIÓN
MOLIENDA
ADICIONES
CEMENTO
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2.1 PROCESO VÍA HÚMEDA
La alimentación al horno se produce en forma de una pasta con un grado de
humedad comprendido entre el 30 y el 40%. El horno necesita una zona adicional
para efectuar la deshidratación, lo que hace que sean excesivamente largos para
una producción dada. Asimismo, se requiere una adición extra de calor para
evaporar el agua.
Algunas de sus ventajas son:





La alimentación al horno se dosifica de manera más uniforme que en los
procesos de vía seca.
Las pérdidas de polvo son normalmente pequeñas.
Los gases abandonan el horno a temperaturas relativamente bajas.
No es necesario el consumo adicional de calor en la molienda del crudo.
No presentan problemas con crudos que tienen un alto porcentaje de álcalis.
2.2 PROCESO VÍA SEMIHÚMEDA
El contenido de humedad de la pasta puede llegar a ser de un 20%. La pasta es
filtrada y a continuación es granulada por extrusión. Antes de alimentar el horno,
se seca en una parrilla.
Las ventajas más importantes que presenta este sistema son:




No hay problemas con los crudos que tienen un alto porcentaje en álcalis.
No necesita calor en la molienda del crudo.
Los gases abandonan la parrilla a baja temperatura.
Buena dosificación en la alimentación al horno.
2.3 PROCESO VÍA SEMISECA
La materia se peletiza en pequeños nódulos con una adición de agua del 10 al
15%.
Como ventajas presenta las siguientes:




Los nódulos se descarbonatan parcialmente en la parrilla, por lo que no es
necesario acudir a hornos largos para una producción dada.
Se obtiene un clínquer de granulometría muy uniforme lo que exige un control
riguroso del tamaño de los nódulos.
Admite materias primas con alto contenido en álcalis.
La estabilidad de marcha es buena.
Sus inconvenientes radican en su alto costo de mantenimiento y su consumo
energético relativamente elevado ya que requiere una adición de calor para secar
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
el crudo antes de proceder a su molienda.
2.4 PROCESO VÍA SECA
La humedad de la alimentación a la llegada al horno o al sistema de
precalentamiento es inferior al 1%.
En el proceso vía seca el crudo a su salida de la homogenización pasa a los
sistemas de alimentación y de éste aun precalentador constituido al menos por
una etapa de ciclones. En algunos hornos largos los ciclones, desempeñan casi
exclusivamente una misión de desempolvamiento.
Los gases de escape del horno se utilizan normalmente para el secado del crudo.
En la vía seca los sistemas de calentamiento son muy variados:



Precalentador de cadenas, similar al de los procesos vía húmeda y utilizado
en hornos largos.
Precalentador de ciclones de dos etapas. Las dos etapas pueden ser dobles.
Precalentador de ciclones de cuatro etapas.
Los inconvenientes principales de este, sistema radican en tener que trabajar con
crudos de bajo contenido en álcalis o bien eliminar éstos del circuito y la
producción de excesivo volumen de polvos en el horno.
En la tabla siguiente podemos observar los diferentes consumos específicos para
cada tipo de proceso de producción.
Tabla 1. Consumos específicos en los diferentes Procesos Productivos.
TIPO DE PROCESO
CONSUMO ESPECÍFICO
(kcal/Kg de Clínquer)
Vía Húmeda
1250 - 1400
Vía Semihúmeda
1100
Vía Semiseca
920
Vía Seca
800
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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2.5 TECNOLOGÍAS DE PRODUCCIÓN
En las tecnologías de producción de cemento en la actualidad se utilizan:




Calcio en forma de óxido de calcio (CaO).
Silicio en forma de óxido de silicio (SiO2).
Aluminio en forma de óxido de aluminio (Al2O3).
Hierro en forma de óxido de hierro (Fe2O3).
Estos elementos se hallan en forma más o menos pura en estado natural, y sus
proporciones se logran con distintos tipos de caliza y arcillas, aunque a veces es
necesario añadir algún elemento faltante incorporando arenas de un alto contenido
sílice o tierras con alto contenido de hierro.
Se obtienen distintos tipos de cemento que se utilizan en dependencia de las
diferentes tecnologías de producción de hormigones, lo cual permite un uso
eficiente del cemento tanto en la actividad constructiva como industrial y a la vez
lograr una eficiencia mayor en las plantas de cemento.
2.6 OPERACIONES BÁSICAS EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
Las operaciones básicas a considerar en la fabricación del cemento son las
siguientes:







Extracción y trituración.
Dosificación y prehomogenización.
Secado y molienda del crudo.
Homogenización.
Fabricación del clínquer.
Molienda y ensilado.
Expedición.
Con vistas a una mejor comprensión de las técnicas del ahorro de energía, se
hará un breve resumen de las principales características de cada una de las
operaciones básicas consumidoras de energía.
2.6.1 Extracción y Preparación de las Materias Primas
En la labor de extracción se utilizan actualmente máquinas perforadoras de gran
rendimiento que realizan su trabajo apoyadas por grandes voladuras con barrenos
desde la superficie.
Dada la variedad y diferente grado de complejidad que presentan los distintos
yacimientos, es difícil sacar conclusiones prácticas sobre los métodos de
explotación más idóneos que permitan un menor consumo de energía y de
explosivos en esta fase del proceso.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
Mayor interés presenta el transporte en canteras con la necesaria trituración previa
del material. Existe una gran variedad de máquinas para efectuar esta trituración,
dependiendo la elección de las propiedades de la materia prima, principalmente de
su dureza, humedad y grado de abrasión (normalmente marcado por el contenido
de sílice libre).
El grado de avance a alcanzar en la trituración viene marcado por un equilibrio
entre los costos por abrasión de la máquina (normalmente de elevada inversión) y
la consiguiente disminución de los costos energéticos en la posterior molienda.
2.6.2 Dosificación y Prehomogenización
El material triturado es transportado a fábrica por diversos procedimientos (cintas,
camiones, etc.) y depositado en los correspondientes silos en un hangar
preparado al efecto. El resto de las materias primas necesarias en el proceso son
asimismo almacenadas en dicho hangar una vez recepcionadas en fábricas.
A continuación se procede a la dosificación de los componentes, (algunos de los
elementos de ajuste puede adicionarse posteriormente). Cabe aquí hacer una
distinción entre los procesos de vía húmeda y seca ya que en aquellos se realiza
una adición de agua en la totalidad o en algún componente de la mezcla hasta
formar una pasta apta para ser conducida por bombas y tuberías, pudiendo
completarse posteriormente esta dilución en la molienda.
2.6.3 Secado y Molienda del Crudo
Según el proceso empleado, la molienda se realiza en seco o en húmedo.
En el caso de la vía seca, la humedad del crudo impone limitaciones técnicas en la
molienda y es por ello necesario procederá un secado previo del crudo.
El secado necesita unos gases que pueden tener diversas procedencias. En los
sistemas vía seca generalmente los gases de escape del horno realizan el secado,
bien en su totalidad, bien apoyados por gases procedentes de un hogar auxiliar
cuando la humedad del crudo lo hace necesario.
No obstante, en algunas instalaciones que han sufrido una importante
transformación en el tiempo, los gases del horno siguen expulsándose a la
atmósfera, previo paso por electrofiltros y en otros directamente a la atmósfera y
todo el calor necesario para el secado se genera en un hogar auxiliar.
La molienda del crudo se puede efectuar en varios escalones o en un molino único
con varios compartimientos.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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La elección del sistema de molienda puede realizarse según los esquemas
básicos:

Molienda en circuito abierto, en el que el material que abandona el molino ya
no retorna al mismo. El elevado consumo energético y su poca flexibilidad al
tratar de variar la finura del producto hacen que tienda a abandonarse.

Molienda en circuito cerrado, en el cual un sistema de separación establece
dos flujos, uno de gruesos que retornan al molino y otro de finos que se
incorporan al proceso principal.
En los procesos vía húmeda la molienda de la pasta, que por supuesto no requiere
aporte adicional de calor, se realiza en molinos similares a los de vía seca.
Para la molturación del material crudo se necesita entre un 20% y un 50% de la
energía eléctrica total del proceso. Además en algunos procesos se requiere
también energía térmica para el secado del material, alcanzándose en vía
semiseca el 7% aproximadamente del consumo global. El acabado final se obtiene
en un molino de bolas, normalmente dividido en varios compartimentos,
destinándose el primero al secado y los restantes a moliendas de progresiva
finura.
Cuando la molienda se realiza en más de una etapa, normalmente dos, el crudo
es secado y triturado previamente en una machacadora que admite gases
calientes, pasando posteriormente al molino de bolas donde se completa el
secado y se alcanza la granulometría deseada.
En algunas instalaciones la machacadora es sustituida por un secador «flash» que
en su parte inferior lleva acoplado un molino de martillos para desmenuzar los
tamaños gruesos.
En el caso de utilizar gases de escape del horno en el secado, un balance de
calor, teniendo en cuenta el volumen y temperatura de éstos, la humedad del
crudo y el propio calor de fricción, permite deducir el volumen de gases
necesarios.
Además de los consumos eléctricos y la posibilidad de utilizar gases de horno hay
otros criterios importantes que definen el sistema de molienda a utilizar, como
características del material, inversión, espacio, mantenimiento, por lo que es difícil
tratar de generalizar unos criterios que permitan definir cuál es el sistema
adecuado.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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2.6.4 Homogenización
Dado que las materias primas utilizadas para la fabricación del clínquer de
cemento deben cumplir unas especificaciones definidas, antes de proceder a su
cocción es necesario realizar un ajuste definitivo. Esta operación se conoce con el
nombre de homogenización.
En esta fase del proceso se determina la composición elemental del crudo
resultante y se establecen relaciones numéricas entre los componentes químicos
más importantes resultando una serie de módulos.
De la eficiencia de la homogenización depende en buena medida la marcha
regular del horno, teniendo por consiguiente una gran incidencia en el consumo
energético de la planta.
Las instalaciones de homogenización en los procesos de vía seca pueden ser
discontinuas o continuas. En estas últimas es necesaria una prehomogenización a
partir de unas materias primas previamente ajustadas.
2.6.5 Fabricación del Clínquer.
Esta operación incluye los procesos comprendidos desde la alimentación del
crudo hasta la salida del clínquer del enfriador.
Previamente, en el proceso de vía húmeda, la pasta homogenizada se alimenta
directamente al horno. Por último en la vía seca, el crudo (harina) a su salida de
homogenización pasa a los sistemas de alimentación y de este a un precalentador
constituido al menos por una etapa de ciclones.
Los procesos físico-químicos por los que atraviesa el crudo a medida que se va
calentando son los siguientes:
El crudo sufre unos procesos físico-químicos a medida que va calentándose:




Secado hasta una temperatura próxima a los 150ºC.
Eliminación del agua de constitución de la arcilla hasta los 500ºC.
Descarbonatación desde 850ºC hasta unos 1.100ºC.
Clinkerización entre 1.250 y 1.475°C.
En general las reacciones que se producen hasta la obtención del clínquer son de
carácter fuertemente endotérmico consumiéndose entre 380 y 440 kcal/kg de
clínquer. Las reacciones que tienen lugar quedan reflejadas en la Figura 2.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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Figura 2. Serie de Reacciones en la cocción de Clínquer.
Tomado del libro de Conservación energética en la Industria.
La serie de reacciones que se verifican a partir de los 550°C es muy compleja. De
todas ellas la más importante es la formación del silicato tricálcico (C3S) y este
producto sólo es estable a temperaturas superiores a los 1250°C; ésta seria la
mínima temperatura requerida para la cocción del clínquer. Sin embargo, en la
práctica se trabaja entre los 1400 y 1500°C para que la formación de C3S sea más
rápida. Por encima de los 1280°C se forma una fase líquida que favorece la
reacción y facilita el desarrollo de la costra protectora del refractario del horno. No
obstante, un crecimiento desmesurado de la fase líquida implica una mayor
resistencia del clínquer en su posterior molturación.
Desde el punto de vista energético interesa que la temperatura de clinkerización
sea lo más baja posible y que la reacción anterior se verifique en el mínimo
tiempo.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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La temperatura puede rebajarse a base de una molienda especialmente fina y con
una mezcla muy homogénea de los diversos componentes. Existe para cada
crudo un límite económico entre el mayor consumo eléctrico en su molienda y la
disminución del consumo térmico para su sinterización.
Se puede favorecer la cocción del clínquer añadiendo fundentes y
mineralizadores. Los fundentes rebajan la temperatura mínima necesaria para la
formación de la fase líquida, disminuyendo la viscosidad de la misma y acelerando
las reacciones.
Los mineralizadores favorecen asimismo la reacción entre el C2S y el CaO libre,
incluso en ausencia de fusión. No obstante, las experiencias conocidas indican
que solamente en el caso de crudos con alto contenido en cal parece económico
el uso de estos aditivos.
Rebasada la fase de sinterización es necesario proceder a un enfriamiento del
clínquer. Las experiencias antiguas decían que solo es posible conseguir una
elevada resistencia en el cemento cuando el clínquer se enfría rápidamente. Esta
exigencia quedaba bien satisfecha con el uso de enfriadores de parrilla, a base de
elevados volúmenes de aire.
Se ha demostrado que el enfriamiento más lento del clínquer, como el que se
realiza en los enfriadores tipo satélites, no repercute negativamente en la
fabricación del cemento.
No obstante, debe evitarse un enfriamiento demasiado largo, pues puede provocar
un fraguado muy lento, difícil de corregir con una adición de yeso.
En el caso de que el clínquer se utilice para la fabricación del cemento blanco, es
necesario someterlo a un enfriamiento brusco a la salida del horno (normalmente
con agua) para que conserve la tonalidad deseada. Posteriormente se procede a
un secado del clínquer (consumiéndose combustible en esta fase del proceso), por
lo que en conjunto estos tipos de productos requieren unos aportes térmicos
mayores, que puede llegar a ser un 10% del total consumido en la instalación.
La industria del cemento se caracteriza por el considerable consumo energético
que su producción conlleva, y de ahí el interés en la minimización de dicho
consumo.
En la operación de los procesos de clinkerización y molienda, propios de la
industria cementera, usualmente las variables críticas oscilan o tienden a oscilar
más de lo deseable y la actuación continua o intermitente del operador es
generalmente requerida para guiar el funcionamiento del proceso. En
consecuencia, estos procesos no suelen funcionar de forma absolutamente
continua, regular y estable, ni tampoco en su punto de rendimiento máximo.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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2.6.6 Molienda y Acabado.
El clínquer a su salida del enfriador es enviado a los correspondientes silos, de
donde es extraído y mezclado con el yeso y las restantes adiciones, en la calidad
y proporciones adecuadas al cemento que se desea fabricar. La mezcla dosificada
de componentes es molida hasta la granulometría necesaria. Usualmente, no son
requeridos en esta fase del proceso aportes de energía térmica ya que el propio
calor residual del clínquer y el desarrollo por fricción son suficientes para eliminar
la humedad de las adiciones.
Hay que destacar que el consumo eléctrico de la molienda es muy importante
pudiendo llegar como media al 40% de la energía eléctrica suministrada a la
planta.
La molienda se puede efectuar por:
Circuito abierto: la premolienda y el refino se efectúan en un solo molino,
normalmente dividido en dos cámaras, estando la última dotada de un clasificador
de bolas.
Las dificultades de este sistema son, la disipación del calor latente del clínquer y
de molturación, lo que requiere una fuerte ventilación del molino e incluso la
inyección de agua, y la dificultad del cambio rápido a otras finuras distintas a la
prefijada.
Circuito cerrado: la instalación va dotada de un separador, siendo la disposición
del conjunto similar a la de molienda de crudo.
El separador hace posible la regulación de finura dentro de ciertos límites. Los
molinos suelen ser de dos cámaras: al igual que en el caso anterior es necesario
eliminar una gran cantidad de calor, aunque aquí se vea favorecido este hecho por
la posibilidad de utilizar mayores caudales de aire, pero puede seguir siendo
necesaria una inyección de agua. Normalmente se emplea el circuito cerrado puro,
no el doble rotatorio ya que no se observan ventajas apreciables en el segundo
sistema y tiene en contra un mayor costo de instalación.
Salvo en lo referente al aprovechamiento de los gases no existen diferencias
esenciales entre los sistemas de molturación del crudo y del clínquer. Aquí esta
más acentuada la utilización de molienda en circuito cerrado, por las mayores
exigencias de la granulometría del cemento.
En la industria de cemento, los procesos de molienda presentan un elevado ahorro
potencial, habiéndose resistido no obstante su regulación a las metodologías de
control tradicionales. Alrededor del 75% del total de la energía eléctrica invertida
en la producción del cemento corresponde a la molienda de las materias primas y
del cemento.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
Los molinos de volteo son máquinas de elevado consumo y muy bajo rendimiento.
Solamente una cantidad inferior a la décima parte de la energía eléctrica
suministrada es empleada propiamente en el desmenuzamiento de los materiales.
En consecuencia más del 90% de la energía consumida se derrocha durante este
proceso y es disipada básicamente en forma de calor, ruido o vibración.
La fase final del ensacado no ofrece mayor interés respecto al consumo
energético.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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3.
DISTRIBUCIÓN DE LOS CONSUMOS DE ENERGÍA
Los consumos de energía en las operaciones descritas, pueden separarse
dependiendo de su naturaleza térmica o eléctrica. La energía térmica se consume
prácticamente en su totalidad en el horno (en vía seca una octava parte
aproximadamente se consume en el secado de las materias primas).
El consumo de electricidad unitario (UEC) en la industria de cemento está
determinado por varios factores, entre los cuales se incluyen el tipo de proceso
usado para producir clínker, el tipo de tecnología de protección ambiental, las
edades combinadas del equipo industrial, el porcentaje de contenido de clínker en
el cemento, el grado de las operaciones y el tamaño de las plantas. En muchos
países, el cambio a proceso seco y varios otros factores han llevado a aumentar el
uso de la electricidad en la manufactura del cemento. En tanto que el proceso
seco usa aproximadamente 30% menos de combustible por unidad de clínker que
el proceso húmedo, su consumo unitario de electricidad es más alto, dependiendo
del tipo de proceso seco que se use. El proceso seco tiene mayores requisitos
eléctricos para el molido de la materia prima debido a los motores de secadores,
ventiladores y equipo de control y porque el equipo de transporte y clasificación de
proceso seco es menos eficiente. En la producción de clínker, el uso de
electricidad es mayor con los procesos secos debido a que los ventiladores de
succión que se usan para extraer el aire caliente del kiln y llevarlo a través de los
sistemas de control de emisión son mayores.
En la Tabla 2 se presenta la distribución porcentual de la energía eléctrica
consumida.
Tabla 2. Distribución de los consumos de la energía eléctrica.
PUNTO DE CONSUMO
% DECONSUMO DE LA
ENERGÍA ELÉCTRICA
Preparación de las materias primas.
3,0%
Preparación y molienda del crudo.
32%
Homogenización y conjunto del horno.
21%
Molienda de cemento y acabado.
41%
Servicios generales y auxiliares.
2,0%
Iluminación.
1,0%
Independientemente del proceso de fabricación adoptado y del tipo de combustible
utilizado para la fabricación del clínquer, desde el punto de vista energético
interesa considerar aquellas operaciones en las que se consume prácticamente la
totalidad de la energía térmica y que son: secado, clinkerización y cocción.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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Algunas operaciones presentan un consumo muy reducido en sí mismas respecto
al consumo global de la instalación, pero tienen una incidencia notable en el
consumo de otras operaciones, como ocurre con la homogenización del crudo
para la alimentación al horno de cuya eficiencia depende la marcha regular del
horno en buena parte.
A continuación se refleja el reparto en los consumos de energía térmica
(excluyendo el gasóleo) para cada proceso de fabricación empleado.
Tabla 3. Distribución de los consumos de la energía térmica.
TIPO DE PROCESO
PUNTO DE CONSUMO
VÍA HÚMEDA
VÍA SEMISECA
VÍA SECA
----
7,0%
0,2%
Conjunto del horno
99%
92,5%
99,5%
Calderas y servicios auxiliares
1,0%
0,5%
0,3%
Secado y molienda de crudo
En aquellas industrias en las que se consume carbón, es necesario tener en
cuenta el calor necesario para la preparación del mismo, de forma aproximada se
indica la distribución de los consumos de energía en los dos tipos de proceso más
generales:
Tabla 4. Distribución de los consumos de la energía térmica en industrias que
consumen carbón.
TIPO DE PROCESO
PUNTO DE CONSUMO
VÍA SECA
VÍA HÚMEDA
Consumo del Horno.
83%
96%
Secado de materias primas.
14%
-----
Secado del carbón.
3,0%
4,0%
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
14
4.
MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA
El potencial de ahorro que se puede conseguir con cada medida depende de las
características propias de cada industria: capacidad de producción (por motivos de
escala), factor de carga (mientras más alejado esté del punto de producción
nominal se darán menores rendimientos y mayores consumos específicos), combustible empleado, etc. Por ello los valores que se darán no son de inmediata
aplicación a cualquier industria, pero se pueden considerar lo suficientemente representativos.
Aunque sea evidente, no está de más recordar que para considerar como
recomendable una medida de ahorro, no basta con que, efectivamente, haya un
ahorro energético y sea tecnológicamente posible. Deben tenerse siempre en
cuenta aspectos de calidad del producto y de garantías de salubridad del mismo.
4.1 AHORRO DE ENERGÍA EN LAS OPERACIONES BÁSICAS
Tendrán por objeto lograr en cada una de las operaciones básicas rebajar de una
forma directa o indirecta los consumos de energía térmica o eléctrica en aquellos
puntos de las instalaciones en que sea posible adoptar medidas de ahorro de
energía.
4.1.1 Extracción y Preparación de las Materias Primas
Si se homogeniza mas la materia prima al ser extraída, el costo energético de este
se ve incrementado, pero al mismo tiempo, se disminuye el costo energético en la
posterior fase de molienda, necesaria para conseguir que el horno trabaje de
forma mas homogénea y por lo tanto mas eficientemente. Se hace necesario
realizar un equilibrio entre la disminución del costo energético en la molienda y el
costo de abrasión de la maquinaria, normalmente de gran inversión.
4.1.2 Secado y la Molienda del Crudo
Debido al elevado consumo y los normales excedentes de gases en el proceso de
fabricación de clínquer, una primera mejora podría consistir, dado la diferencia
existente entre el funcionamiento del horno y la molienda debido a por las
paradas, en un acoplamiento entre los conductos de salida de gases de los
distintos hornos, cuando existan varias líneas de producción. Esta solución hace
innecesaria la utilización de un hogar auxiliar en los arranques. Siendo estos
gases suficientes para el secado del crudo incluso con altas humedades.
Con unos gases a 350°C a la salida de este sistema y con baja proporción de aire
falso, se puede llegar hasta un límite de 8% de humedad en el crudo.
La limitación a este aprovechamiento es el clima seco o las características de la
______________________________________________
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
materia prima presentando una humedad baja que hace inutilizables los gases.
Cuando se emplean hornos de intercambiador, las pérdidas caloríficas del
enfriador de parrilla pueden secar crudos con un contenido en humedad hasta de
un 4%.
Los molinos, pueden presentar unas limitaciones técnicas que impiden el empleo
total de los gases de salida del horno en algunas instalaciones.
En los procesos vía seca la temperatura de salida oscila entre 330 y 380ºC lo que
supone una pérdida de calor. Este calor puede utilizarse parcialmente para el
secado del crudo en la molienda.
Las instalaciones suelen disponer de un hogar auxiliar de secado, con el fin de
complementar a los gases del horno cuando la humedad del crudo es muy
elevada.
En vía semiseca casi siempre existe el hogar auxiliar donde se generan los gases
de secado mediante un proceso de combustión. Para reducir el consumo de
combustible en el hogar auxiliar, se puede utilizar el aire excedente del enfriador
de clínquer cuando éste es de parrilla y puede tener una temperatura suficiente
para el secado.
Como la molienda en vía semiseca necesita adición de calor, éste puede
obtenerse haciendo que el aire residual, que se envía a la atmósfera en muchos
casos, se aproveche cuando se combinan un enfriador de parrilla con una parrilla
de calentamiento, en este caso el consumo térmico del conjunto puede llegar a ser
inferior a las 900 kcal/kg de clínquer.
4.1.3 Homogenización

Ajuste de las proporciones de los diversos componentes actuando sobre los
sistemas de dosificación.

Instalar una prehomogenización anterior a la molienda, cuando sea posible,
reduciéndose el consumo eléctrico de esta última operación.
4.1.4 Fabricación del Clínquer
La fabricación del clínquer se realiza en el conjunto precalentador-horno-enfriador.
Se describirán a continuación una serie de posibles mejoras en cada uno de ellos.
______________________________________________
AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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
Mejoras en el Precalentamiento de la Carga.
En procesos de vía húmeda: Implementar cadenas en los hornos como
medio para aumentar la transferencia de calor. Además elimina pegaduras y
la formación de costras y anillos.
La calidad de los materiales de las cadenas deberá aumentarse para
incrementar la transferencia de calor y evitar que las cadenas se fundan.
En los procesos de vía semiseca y semihúmeda, en instalaciones que
disponen de parrilla con simple paso de gases se instalará en su renovación
la parrilla con doble circulación de gases.
Establecer un óptimo entre la profundidad del lecho de crudo en la parrilla y la
circulación de gases a través de la misma.
En procesos de vía seca, en instalaciones con cuatro etapas de ciclones la
temperatura de los gases de escape puede reducirse:


Mejora en el diseño de los ciclones y conductos para aumentar su
eficiencia térmica.

Sustituir la etapa superior de ciclones o adicionar a continuación
intercambiadores de calor en los que el crudo, manteniéndose en
suspensión mediante una corriente recirculada de gases, pasa en sentido
ascendente por el interior de unos tubos. Por otros tubos dispuestos en
paralelo deben circular los gases en sentido descendente.

Aumento del número de etapas de los intercambiadores.
Mejoras en el Horno

Disminución de la Temperatura de Clinkerización.
Energéticamente interesa que la reacción de clinkerización tenga lugar a
la menor temperatura posible y que sea una reacción rápida. La
temperatura puede reducirse aportando una mezcla muy fina y
homogénea.
Esta medida produciría un mayor consumo energético en la molienda.
Para reducir este consumo se emplean sustancias fundentes y
mineralizantes. Con las sustancias fundentes, se rebaja la temperatura
mínima necesaria para la formación de la fase líquida y se aceleran las
reacciones, pero como inconveniente se produce un aumento de la
viscosidad. Con los mineralizadores, se favorece la reacción con la cal
libre incluso sin necesidad de fusión.
______________________________________________
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
El principal problema de estos aditivos son sus elevados costos. Mas
normales son los usos de otros aditivos en función de usos especiales
que les dan al hormigón características tales como:





Más rápida resistencia.
Aceleración o Retardo del fraguado.
Reducción del agua.
Súper fluidificación.
Hidrofugación (Repulsión del agua).
Esta medida, permite obtener un ahorro cercano al 2,5% del combustible
utilizado en el horno.

Mejora en el Aislamiento.
Se tratará de mejorar el aislamiento térmico del horno, así como el de los
principales equipos de la instalación que portan un fluido caliente.
Es preciso tener en cuenta que un mayor espesor de revestimiento
disminuye el volumen útil del horno y con ello su caudal; por otro lado el
mayor espesor eleva la economía térmica del horno, puesto que rebaja
las pérdidas por radiación.

Mejoras en el Control del Horno
Se va a describir para el caso de hornos de clínker que son los más
representativos y con mayores consumos.
Esta medida se divide en la actualidad en tres grandes actuaciones:



Predicción online de cal libre.
Procesador de Imagen Digital.
Control de Proceso Adaptable Basado en Redes Neuronales.
Con estas medidas, se persigue realizar un control instantáneo del
funcionamiento del control del horno y con ello una mejora en la eficiencia
energética del mismo.
Con estas tres actuaciones, se puede obtener una reducción en los costos
de producción consiguiendo:
 Estabilizar la operación del horno.
 Una calidad constante del producto fluido.
 Una reducción del consumo de combustibles primarios.
 El incremento en el uso de combustibles secundarios.
 El incremento en la disposición del horno.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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


El incremento en la productividad.
La reducción de emisiones.
La reducción de los costos de mantenimiento y reparación.
En el momento en el que el horno comienza a desestabilizarse, lo cual se
indica por la variación en el contenido de cal libre el sistema avisa o actúa,
permitiendo así que las propiedades del producto y las condiciones de
generación en el horno sean muy constantes.

Mejoras en el Enfriamiento del Clínker

Mejoras en los Enfriadores de Parrilla
Hasta hace pocos años se pensaba que para obtener un producto con las
especificaciones adecuadas, era necesario enfriar el clínker rápidamente
y ello se hacía con aire frío inyectado en contracorriente. Hoy en día se ha
demostrado que esto no es así y que se puede realizar un “enfriamiento
paulatino”. Así, la tendencia actual es instalar enfriadores de parrilla que
resultan ser más eficientes.
Las mejoras en la recuperación de calor implican aumentar los enfriadores
ya que un menor gradiente térmico supone una menor transmisión de
calor.
Un enfriamiento lento favorece el crecimiento de los minerales del Clínker,
lo que debe de controlarse con el fin de no exigir un consumo eléctrico
adicional en la posterior molienda.
Con este tipo de enfriador, se consiguen ahorros energéticos de 50
kcal/kg de Clínker en comparación de un enfriador satélite.
Adicionalmente, una de las principales ventajas de este tipo de enfriador
es la fácil sustitución de las piezas dañadas, así como la facilidad para la
limpieza del mismo, que permite reducir el número de limpiezas manuales
por incrustaciones en la cámara de humos y en el conducto ascendente al
horno a una o dos intervenciones semanales, con el consiguiente ahorro
energético al reducir las paradas en el proceso.

Mejora en el Enfriamiento mediante utilización de un Lecho Fluido.
El enfriador de cuba vertical es un enfriador de lecho fluido (ver Figura 3),
que aprovecha totalmente el aire como aire secundario.
El lecho fluido se sitúa sobre unos rodillos a través de los cuales se pasa
el Clínker hacia una salida inferior en la que se sitúa una machacadora. El
Clínker sale a unos 200 ó 300ºC y el aire secundario sale a unos 900 1.000ºC.
______________________________________________
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
Figura 3.
Enfriador de cuba vertical.
Tomado del Plan de Ahorro y Eficiencia Energética 2004-2006 Andalucía.
El rendimiento térmico de este tipo de enfriadores se sitúa por encima del
90%.
El principal problema que poseen estos equipos es tener un elevado
consumo eléctrico en los ventiladores que han de proporcionar el caudal
de aire necesario para mantener la materia prima en suspensión.

Mejoras en la Molienda y Acabado del Cemento
El clínquer por tratarse de un material duro, requiere una importante cantidad
de energía para su molienda a la finura adecuada. Las altas resistencias
específicas requeridas representan un gasto muy importante que es preciso
rebajar.
Algunos aditivos tales como ácido acético y el etilenglicol pueden utilizarse
para conseguir cementos muy finos con reducido consumo de energía. La
utilización de estos aditivos debe tener en cuenta el mecanismo de reacción
de los mismos, particularmente en relación con la composición química del
clínquer.
El empleo de estos aditivos puede llevar a un ahorro aproximado del 15% de
la energía eléctrica que de otro modo sería necesaria.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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4.2 AHORRO DE ENERGÍA EN LA COMBUSTIÓN
Se tratará tanto de mejorar el rendimiento de la combustión, como la estanquidad
de las instalaciones frente a las entradas de aire.
Se deberá actuar sobre:




Regulación del aire primario en el quemador del horno.
El control de la llama.
Aprovechamiento del aire caliente en los quemadores secundarios.
Utilización de cenizas volantes con alto contenido de inquemados.
4.2.1 Regulación del Aire Primario en el Quemador del Horno
Se debe de procurar que la cantidad de aire primario esté situada en el 10 a 12%
sobre el total de aire (primario más secundario).
El aire primario permite, mejorar la capacidad del intercambiador debido al
aumento en el aire secundario produce un aumento de temperatura en los gases
de salida del intercambiador por encima de los 50ºC y una disminución en la
entrada al horno con la respectiva disminución de la precalcinación.
4.2.2 Control de Llama
Cuando se utiliza un combustible fuel-oil una posible mejora estará en el control de
la viscosidad ya que esta incide sobre las características de la llama (forma,
luminosidad, poder radiante), y es junto con el exceso de aire un factor influyente
en la presencia de inquemados en los gases.
Se puede controlar la viscosidad del fuel-oil por medio de diferentes parámetros
como son la temperatura, la presión de inyección, el caudal de aire primario, etc.
En el caso de quemar carbón, el control de la llama vendrá determinado por el
alargamiento o el acortamiento de la misma.
Otra posible mejora estará en la utilización de quemadores mixtos, carbón y fueloil o gas, con regulación total, es decir, que se pueda utilizar el 100% con cada
uno de los combustibles anteriores.
4.2.3 Aprovechamiento del Aire Caliente en los Quemadores Secundarios.
Se pueda utilizar el aire del enfriador como aire de combustión en los quemadores
secundarios. Los quemadores secundarios pueden instalarse tanto en vía seca
como en vía semiseca.
El aire a la entrada de los quemadores secundarios se encontrará a unos 650°C
aproximadamente; cuando se emplea una tubería como medio de transporte, la
______________________________________________
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
velocidad del aire en ella ha de ser la suficiente para evitar que se deposite el
polvo del clínquer a lo largo de la misma.
4.2.4 Utilización de Cenizas Volantes con Alto Contenido de Inquemados.
Las cenizas volantes podrán adicionarse eventualmente al crudo, aunque
habitualmente se utiliza como un aditivo para dar finura al cemento.
Las cenizas volantes deben contener un 10% de material combustible que
proporcionará alrededor de 600 kcal/kg de ceniza.
Para su uso en el crudo se tendrá que tener en cuenta:



El empleo según análisis (porcentaje de adición).
El contenido en humedad.
Las pruebas a realizar según la procedencia, ya que dependen del material
del que provienen.
Las cenizas volantes podrán utilizarse en la precalcinación. Pueden presentar
problemas de finura y composición química. La precalcinación se verá influida por
la composición y humedad de las cenizas.
Otra alternativa consistirá en quemar las cenizas volantes en un quemador auxiliar
paralelo al principal. El inconveniente en este caso estará en los problemas
derivados de su composición química en la zona de sinterización.
4.3 OTROS POSIBLES AHORROS DE ENERGÍA
4.3.1 Control Continúo del Consumo Específico de Combustible
El análisis de gases en la chimenea es función de la composición del crudo y del
combustible, del consumo específico del combustible y del exceso de aire. La
composición del combustible y del crudo se pueden conocer perfectamente y en
consecuencia una determinación de oxígeno y anhídrido carbónico en los gases
de chimenea permite determinar exactamente el consumo de combustible y el
exceso de aire existente en aquel momento.
El conocimiento instantáneo tanto del exceso de aire como del consumo de fuel-oil
permite cerrar las entradas de aire falso o corregir cualquier otra causa que origine
el mayor gasto que se esté produciendo.
4.3.2 Aumento de la Capacidad Unitaria
Para procesos idénticos, el consumo específico se reduce cuando la capacidad de
producción aumenta. La disminución del consumo especifico queda reflejada en la
Figura 4.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
Figura 4.
Variación del consumo específico con la capacidad del horno.
El horno alimentará su capacidad cuando la alimentación esté muy
descarbonatada ya que el condicionante que más limita su capacidad es la
velocidad de los gases. Si la descarbonatación se realiza fuera del horno, las
necesidades caloríficas en el mismo disminuirán y se reducirá el flujo de gases de
combustión por tonelada de clínker.
4.3.3 Aprovechamiento de los Calores Residuales
Los humos o productos de la combustión de un horno contienen una considerable
energía, dado el gran nivel de temperatura al que tiene lugar la transformación
endotérmica. Es lógico ahorrar costos recuperando parte de esta energía, bien en
el mismo horno o en otras etapas del proceso donde se pueda utilizar. El objetivo
es aumentar la eficacia energética global del horno o del proceso.
______________________________________________
AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
23
Por otro lado, no todo el calor es recuperable, dependiendo principalmente de las
temperaturas de salida y del contenido de azufre proveniente del combustible o de
la carga del horno.
El descenso de esta temperatura por debajo de ciertos valores, que podemos situar entre los 150 y 200ºC, presenta ciertos problemas tales como la corrosión de
las superficies metálicas por punto de rocío ácido de los humos, para combustibles
que contengan azufre, como el fuel, el coque, neumáticos, etc. También conseguir
una baja temperatura implica grandes superficies de transmisión de los
intercambiadores, lo que podría resultar de difícil justificación económica y
provocaría problemas de tiro en las chimeneas.
Otros posibles para recuperar este calor además de las ya antes mencionadas en
este documentos son:

Ciclo orgánico de Rankine para producción de electricidad. Los costes de
inversión son elevados y se alcanzan periodos de retorno elevados, es
necesario disponer de caudales de humos elevados.

Producción de vapor, agua sobrecalentada o aire caliente. Es interesante
siempre que éstos sean necesarios realmente: la inversión inicial de la
recuperación no se justifica de no ser así.
4.3.4 Separador de Alta Eficiencia
Este equipo, realiza una separación del clínker usualmente más eficiente que la
empleada y puede ahorrar hasta un 16% la energía consumida actualmente y
supone una mejora en el rendimiento de la separación de hasta un 25%. (Ver
Figura 5).
Físicamente el ahorro eléctrico obtenido se basa en una unificación de los
componentes lo que minimiza el consumo al reducir las pérdidas de carga en los
circuitos y poder hacer mas eficiente la separación.
4.3.5 Ciclo Orgánico de Rankine para Producción de Electricidad
Esta tecnología utiliza los calores residuales procedentes del horno y de la torre de
ciclones, en el caso de las industrias cementeras, para producir energía eléctrica.
El sistema recupera parte de la energía contenida en las corrientes gaseosas
procedentes del electrofiltro antes de ser evacuadas, cediendo esa energía al
vaporizador del fluido orgánico que posteriormente pasa por la turbina para la producción de energía eléctrica. Para evitar problemas en los álabes de la turbina,
estos deben de abandonarla en un estado previo a su condensación. Tras dejar la
turbina el fluido térmico pasa por un condensador donde cambia de fase (vapor líquido) mediante un enfriamiento. En este estado, su presión se eleva mediante
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
una bomba, tras la cual, el fluido térmico pasa nuevamente por el vaporizador.
El rendimiento global de la instalación de recuperación de calor para la producción
de electricidad es del orden del 10-20% de la energía recuperada de los humos.
El principal problema de este tipo de instalación es el elevado costo de la
inversión, lo que acarrea periodos de retornos muy elevados.
Hemos de considerar la reducción de las emisiones que se obtendrían como
consecuencia de no tener que producir la energía eléctrica en una central térmica.
Figura 5.
Separador de Alta Eficiencia.
Tomado del Plan de Ahorro y Eficiencia Energética 2004-2006 Andalucía.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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5.
ASPECTOS AMBIENTALES GENERALES
La industria del cemento es la responsable del 10% de las emisiones mundiales
de dióxido de carbono, el gas clave en el calentamiento global.
La mayoría de las emisiones de dióxido de carbono durante la manufactura del
cemento son causa de las altas temperaturas a las que debe ser sometido para
poder acumular energía
La cocción de clínker es la parte más importante del proceso en lo que respecta a
los principales problemas medioambientales derivados de la fabricación de
cemento: el consumo de energía y las emisiones atmosféricas. Los principales
contaminantes que se emiten al medio ambiente son los óxidos de nitrógeno
(NOx), el dióxido de azufre (SO2) y el polvo. Las técnicas de reducción de polvo
llevan aplicándose más de 50 años y la reducción del SO 2 es un problema
específico de determinadas plantas, mientras que la reducción de NOx es una
cuestión relativamente nueva en la industria cementera.
Entre las medidas primarias generales tenemos: la optimización del control de
procesos, el uso de modernos sistemas de alimentación gravimétrica de
combustible sólido, la optimización de las conexiones de refrigeración y la
aplicación de sistemas de gestión energética. Estas medidas suelen tener por
objeto mejorar la calidad del clínker y reducir los costes de producción, pero
también reducen el consumo de energía y las emisiones atmosféricas.
Las mejores técnicas disponibles para reducir las emisiones de NOx son una
combinación de medidas primarias generales, medidas primarias específicas para
controlar este tipo de emisiones, sistemas de combustión escalonada y técnicas
de reducción selectiva no catalítica.
Las mejores técnicas disponibles para reducir las emisiones de SO2 combinan las
medidas primarias generales con la adición de absorbentes para obtener niveles
iniciales no superiores a 1.200 mg de SO2/m3 y con depuradores de proceso
húmedo o seco para obtener niveles iniciales superiores a éste. Los niveles de
emisión asociados a la aplicación de estas técnicas se sitúan entre 200 y 400 mg
de SO2/m3 (Los niveles de emisión se expresan en promedios diarios y en
condiciones estándar de 273 K, 101,3 kPa, 10% de oxígeno y gas seco). Las
emisiones de SO2 que se generan en las fábricas de cemento vienen
determinadas principalmente por la cantidad de azufre volátil que contienen las
materias primas que se utilizan en sus hornos. Si las materias primas contienen
poca o ninguna cantidad de este elemento, los niveles de emisión de SO2 serán
muy inferiores al nivel citado sin necesidad de utilizar técnicas de reducción.
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Polvo de los Hornos de Cemento
El polvo de los hornos, principal subproducto de la manufactura de cemento,
también constituye una preocupación ambiental significativa, pues esos residuos
pueden producir contaminación grave en el aire y las aguas subterráneas y
superficiales.
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AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Técnicas de Conservación Energética en la Industria/Ahorro en Proceso. Tomo
II. Editorial Centro de estudios de la energía. ISBN 84-7474-168-8
2. Diagnóstico
Energético/Rama
Cemento.
Dirección
de
Energética,
Departamento de la Inspección Estatal Energética, Cuba. 2000. Disponible en
Internet: http://www.energia.inf.cu/iee-mep/Document/Cemento.pdf.
3. Plan de Ahorro y Eficiencia Energética 2004-2006 en Andalucía/Subsector
Industria del Cemento, cal y yeso. Sociedad para el Desarrollo Energético de
Andalucía, S.A. España. Disponible en Internet: http://www.sodean.es/.
4. Impacto ambiental de la industria del cemento. Disponible en Internet:
http://es.wikipedia.org/.
5. Uso de la Electricidad en las Industrias del Acero, Cemento y Papel: Una
Perspectiva Internacional. Meyers, Stephen, De Buen, Odón, Universidad de
California, 1993.
6. Energy Efficiency Improvement and Cost Saving Opportunities for Cement
Making. An ENERGY STAR Guide for Energy and Plant Managers. Worrell,
Ernst, Galitsky, Christina. Universidad de California, 2004.
7. Cemento y Cal. Disponible en Internet: http://circa.europa.eu/
8. Proceso
de
fabricación
www.ieca.es/fabcemento.php
del
cemento.
Disponible
9. Manufactura
del
Cemento
Pórtland.
Disponible
www.monografias.com/trabajos7/mace/mace.shtml
______________________________________________
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Internet:
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