Incremento significativo en el uso de combustibles alternativos

Ssangyong Cemento, al igual que muchos productores de cemento de todo el mundo, quería reducir su dependencia de los combustibles fósiles y aumentar la tasa de sustitución de combustibles alternativos. Observaron las ventajas de instalar un reactor HOTDISC, ya que permite aumentar la combustión de AF con muy pocas emisiones. Pero el reactor HOTDISC está diseñado para utilizarse con un calcinador ILC, un tipo de calcinador inexistente en las plantas de Ssangyong Cemento.


Las plantas de Donghae y Yeongwol de Ssangyong Cemento utilizan sistemas piroeléctricos antiguos que no son de FLSmidth. Cada planta tiene varias líneas de hornos situadas muy cerca unas de otras. Originalmente se construyeron sin calcinadores, pero desde entonces se han añadido calcinadores SLC como parte de una torre de precalentamiento instalada delante del horno. En resumen, tienen un espacio muy limitado, y convertir los calcinadores SLC en calcinadores ILC era imposible

Habíamos visto lo que el HOTDISC podía hacer, en términos de aumentar la capacidad de combustible alternativo", dice Soo-Hyoung Lee, ingeniero de procesos de la Oficina de Construcción de PI - Ssangyong Cemento. "Estábamos dispuestos a ayudar a FLSmidth a rediseñar el sistema para intentar que funcionara para nosotros. Aceptaron el reto y, como resultado, hemos podido aumentar significativamente nuestra utilización de combustibles alternativos.

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

Combustibles alternativos 

El HOTDISC puede tratar una amplia gama de combustibles alternativos, entre ellos: 

  • Combustible derivado de residuos (producido a partir de la basura municipal), sueltos o compactados
  • Neumáticos (enteros, triturados o cortados en trozos)
  • Lodos de papel
  • Lodos de aceite estabilizados con cal (procedentes de la limpieza de cisternas)
  • Fragmentos de coches viejos (tapicería, tableros, etc.)
  • Lodos de depuradora secos

Las plantas de Ssangyong Cemento utilizan Combustible Sólido Recuperado (CSR), que ha sido preclasificado antes de su recepción en la planta, lo que garantiza la obtención de combustibles de buena calidad con un contenido de humedad muy bajo.  

Alternative fuels

El reactor HOTDISC rediseñado

El reactor HOTDISC entró en el mercado hace casi 20 años y ha obtenido un éxito significativo en los últimos años, ya que las empresas cementeras de todo el mundo buscan aumentar la cocción de AF como beneficio medioambiental y financiero para su proceso.

El reactor HOTDISC suele instalarse junto a la parte inferior de un calcinador ILC y funciona como un horno de disco de movimiento lento, calentado por el aire terciario del horno. Los combustibles alternativos -desde neumáticos de camión enteros hasta CDR sueltos- se introducen en el disco de rotación lenta y comienzan a arder en condiciones de oxidación total cuando se encuentran con el aire terciario caliente. El combustible en combustión se transporta durante una vuelta de unos 270˚, donde llega al rascador y las cenizas incombustibles restantes se descargan en el conducto ascendente. Los residuos pesados de la combustión caen directamente en la entrada del horno, mientras que los fragmentos más ligeros y los gases de la combustión suben al calcinador.


Se trata de un proceso muy eficiente y de muy bajas emisiones, pero que depende en gran medida de la colocación del reactor HOTDISC junto a la parte inferior del calcinador ILC, por encima del elevador del horno. El reto para nuestros ingenieros era diseñar un reactor HOTDISC que funcionara de la misma manera -manteniendo esas mismas eficiencias- pero que estuviera colocado debajo del calcinador SLC.


"Fue un proyecto complejo. No se trata de una idea totalmente nueva; ya habíamos pensado en crear una versión del reactor HOTDISC para el SLC, pero la cuestión era siempre cómo introducir las partículas incombustibles en el horno", explica Steven Miller, Gerente Global de la Línea de Proceso de FLSmidth. "Se puede estimular a los gases a moverse en una u otra dirección, pero los materiales más pesados sólo quieren caer y a esa temperatura, son difíciles de transportar". 

FLSmidth Cement

Gracias al modelamiento en CFD, nuestro equipo de diseño pudo elaborar la disposición óptima para garantizar que las partículas más ligeras pudieran elevarse hasta el calcinador y quemarse con éxito y para evitar la aparición de puntos calientes en la cámara. La respuesta a la manipulación de los materiales pesados vino de nuestras experiencias en otras partes del proceso.


"Nos dimos cuenta de que el diseño ABC™ Inlet que se suele utilizar en un enfriador de clinker sería en realidad la forma perfecta de enfriar esas partículas de rechazo, para poder transportarlas. Ocupa una superficie relativamente pequeña, pero funciona de forma muy eficaz para enfriar el material rápidamente", afirma Steven Miller. 

Éxito

La alianza que formamos con Ssangyong Cemento estipulaba que, si alguna de las partes no estaba satisfecha con los resultados del proyecto, no habría obligación de continuar. Pero cuando presentamos el diseño final, Ssangyong Cemento se mostró muy complacido.

"Pudimos comprobar que el diseño de HOTDISC-S compensaba las diferencias de disposición, sin comprometer la eficacia del proceso", dice Soo-Hyoung Lee. "Nos alegramos de seguir adelante con un HOTDISC-S para nuestras plantas de Donghae y Yeongwol".


"Este proyecto muestra claramente el beneficio de la cooperación", dice Steven Miller, de FLSmidth. "Ssangyong Cemento vio el potencial del HOTDISC para darles la capacidad de quemar más combustibles alternativos y confiaron en nosotros para llegar a un diseño que se adaptara a su disposición de planta. Y ahora, cualquier otra planta que opere con un calcinador SLC también tiene la opción de aumentar su utilización de combustibles alternativos gracias al apoyo de Ssangyong Cemento". 

Superando las expectativas 

Los resultados reales han superado las expectativas.  La garantía de sustituir el 85% del combustible residual en el calcinador SLC se ha superado tanto en Yeongwol como en Donghae tras la puesta en marcha en agosto de 2020 y octubre de 2020, respectivamente.   
HOTDISC Reactor

La planta de cemento de Donghae

La planta de Donghae es la mayor planta de cemento del mundo, con una capacidad de producción anual de clinker de 11,5 millones de toneladas. Ubicada en un terreno de 2780 acres, incluyendo la cantera, la planta ha recibido la acreditación de su producto de muchas instituciones expertas dentro y fuera del país.

Sobre Ssangyong Cemento

Fundada en mayo de 1962, Ssangyong Cemento ha crecido hasta convertirse en el mayor fabricante de cemento de Corea y produce actualmente 15 millones de toneladas de cemento y clinker en sus cuatro plantas en Donghae, Yeongwol, Mungyeong y Gwangyang. La calidad de su producto es reconocida internacionalmente y las exportaciones de la empresa representan cerca de la mitad de todo el cemento del país. 

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