A Ssangyong Cement, assim como muitos produtores de cimento de todo o mundo, queria reduzir a dependência de combustíveis fósseis e aumentar a taxa de substituição por combustíveis alternativos. Eles viram os benefícios da instalação de um reator HOTDISC, pois ele permite um aumento da queima de combustíveis alternativos, com níveis muito baixos de emissões. No entanto, o reator HOTDISC foi desenvolvido para ser usado com um calcinador ILC, equipamento que as fábricas da Ssangyong Cement não têm.


Os complexos de Donghae e Yeongwol da Ssangyong Cement operam com sistemas de piroprocessamento antigos que não são da FLSmidth. Cada fábrica tem várias linhas de fornos situadas bem próximas umas das outras. Originalmente, elas foram construídas sem calcinadores, mas os sistemas SLC foram adicionados como parte de uma torre de pré-aquecimento instalada na frente do forno. Resumindo, eles têm um espaço bastante limitado, e converter os calcinadores SLC para ILC era impossível.

Sabíamos o que o HOTDISC era capaz de fazer em termos de aumento da capacidade de combustíveis alternativos”, conta Soo-Hyoung Lee, Engenheiro de processos, PI Construction Office – Ssangyong Cement. “Estávamos dispostos a apoiar a FLSmidth na reformulação do sistema para tentar fazê-lo funcionar para nós. Eles aceitaram o desafio e, como resultado, conseguimos aumentar significativamente nosso uso de combustíveis alternativos.

SOO-HYOUNG LEE, PROCESS ENGINEERSsangyong Cement, PI Construction Office

Combustíveis alternativos 

O HOTDISC consegue processar uma grande variedade de combustíveis alternativos, entre eles:

  • Combustível derivado de resíduos (produzido a partir de lixo municipal), solto ou compactado
  • Pneus (inteiros, triturados ou cortados em pedaços)
  • Lodo de papel
  • Lodo de petróleo estabilizado com cal (da limpeza de petroleiros)
  • Fragmentos de carros antigos (estofamento, painéis, etc.)
  • Lodo de esgoto seco

As plantas da Ssangyong Cement estão utilizando combustível sólido recuperado (CSR), que foi classificado antes do recebimento na fábrica para garantir que haja combustíveis de boa qualidade, com um baixo teor de umidade.  

Alternative fuels

Reformulando o reator HOTDISC

O reator HOTDISC chegou ao mercado há quase duas décadas e conquistou um sucesso significativo nos últimos anos, pois as empresas de cimento de todo o mundo procuravam aumentar a queima de combustíveis alternativos como uma forma de adicionar um benefício ambiental e financeiro aos processos.

Normalmente, o reator HOTDISC é instalado na parte inferior de um calcinador ILC e funciona como uma fornalha em disco com movimento lento, aquecida pelo ar terciário do forno. Combustíveis alternativos – de pneus inteiros de caminhão a CDR solto – são introduzidos no disco, que gira lentamente, e começam a queimar em condições totalmente oxidantes quando entram em contato com o ar terciário quente. O combustível que está sendo queimado é transportado por uma volta de aproximadamente 270°, onde chega ao raspador e a cinza não combustível restante é descartada no duto condutor. Resíduos pesados da combustão caem diretamente na entrada do forno, enquanto fragmentos mais leves e gases da combustão sobem pelo calcinador.


Trata-se de um processo altamente eficiente e com baixo nível de emissões, mas que, em grande parte, depende do posicionamento do reator HOTDISC ao lado da base do calcinador ILC, acima do condutor do forno. O desafio para os nossos engenheiros era desenvolver um reator HOTDISC que funcionasse da mesma forma, mantendo a mesma eficiência, mas que fosse posicionado debaixo do calcinador SLC.


“Foi um projeto complexo. Essa não era uma ideia totalmente nova. Já tínhamos pensado em criar uma versão do reator HOTDISC para SLC antes, mas a questão sempre foi como levar as partículas não combustíveis para o forno”, explica Steven Miller, gerente global de linha de processos, FLSmidth. “Os gases podem ser induzidos a se mover em uma direção ou outra, mas os materiais mais pesados só caem. E, naquela temperatura, é difícil transportá-los.” 

Usando modelagem CFD, nossa equipe de design conseguiu desenvolver o layout ideal para garantir que as partículas mais leves chegassem ao calcinador e queimadas com sucesso, além de evitar a ocorrência de pontos quentes na câmara. A resposta para lidar com os materiais pesados veio das nossas experiências em outras etapas do processo.


“Percebemos que o design do ABC™ Inlet usado normalmente em um resfriador de clínquer seria o modo perfeito de resfriar essas partículas de rejeito para que elas pudessem ser transportadas. Ele ocupa uma área relativamente pequena, mas funciona muito bem para resfriar os materiais com rapidez”, conta Steven Miller. 

Sucesso

A parceria que firmamos com a Ssangyong Cement estipulava que, se alguma das partes não ficasse satisfeita com os resultados do projeto, não haveria a obrigação de continuar. Porém, quando apresentamos o projeto final, a Ssangyong Cement ficou muito animada.

“Vimos que o design do HOTDISC-S compensava as diferenças do layout sem comprometer a eficiência do processo”, comemora Soo-Hyoung Lee. “Ficamos felizes por seguir com o HOTDISC-S nas nossas fábricas de Donghae e Yeongwol.”


“Este projeto mostra claramente os benefícios da cooperação”, aponta Steven Miller, da FLSmidth. “A Ssangyong Cement viu o potencial que o HOTDISC tinha para oferecer à empresa a capacidade de queimar mais combustíveis alternativos, e confiou em nós para o desenvolvimento de um projeto adequado para o layout existente. Agora, qualquer outra fábrica que opere com um calcinador SLC também terá a opção de aumentar o uso de combustíveis alternativos graças ao apoio da Ssangyong Cement.” 

Superando as expectativas 

Os resultados reais superaram as expectativas.  A garantia de 85% de substituição do combustível residual no calcinador por CSR foi ultrapassada em Yeongwol e em Donghae, após a instalação, em agosto e outubro de 2020, respectivamente.   
HOTDISC Reactor

A fábrica de cimento de Donghae 

A unidade de Donghae é a maior fábrica de cimento do mundo, com capacidade anual de produção de clínquer de 11,5 milhões de toneladas. Localizada em um terreno de 1.125 hectares, incluindo a pedreira, a planta teve a qualidade dos seus produtos certificada por muitas instituições especializadas, dentro e fora do país.

Sobre a Ssangyong Cement

Estabelecida em maio de 1962, a Ssangyong Cement cresceu e se tornou a maior fabricante de cimento da Coreia do Sul. Hoje, a empresa produz 15 milhões de toneladas de cimento e clínquer em suas quatro usinas, em Donghae, Yeongwol, Mungyeong e Gwangyang.  A qualidade dos seus produtos é reconhecida internacionalmente e as exportações da empresa correspondem a aproximadamente a metade das exportações de cimento do país. 

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