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Tesis

The impact of staged combustion on the operation of a precalciner cement kilnEl impacto de la combustión escalonada sobre la operación de un horno precalcinador de cemento

Resumen

En esta investigación se analizó el impacto de la combustión escalonada (staged combustion) sobre la operación de un horno precalcinador de cemento. La base del estudio fue el modelado matemático y experimentos a gran escala en la planta Norcem (Brevik, Noruega). El objetivo principal fue caracterizar y explicar las perturbaciones operativas relacionadas con la aplicación de combustibles sólidos alternativos en la combustión escalonada, así como tomar medidas frente a dichas perturbaciones.

Se implementó en Matlab® un balance de masa y energía de un sistema de horno precalcinador de cemento llamado Mebcem, el cual se empleó como herramienta de análisis del sistema del horno, planeación de experimentos e interpretación de datos experimentales. Se calibró y se validó el balance de masa por medio del procesamiento de datos recolectado durante los ensayos. Experimentos a gran escala usando plástico como combustible de reburning en la entrada del horno demostraron un potencial de reducción de NOx de cerca de 40%. No obstante, también se experimentaron perturbaciones operativas relacionadas con una alteración de los ciclos internos de material en el sistema del horno. Para ser capaz de analizar la química del azufre en la entrada del horno, se implementó en Matlab® un programa llamado Seacem para calcular el equilibrio termodinámico. El análisis termodinámico, apoyado por análisis termogravimétricos, indicó que el contacto entre el combustible, el alimento precalcinado y el gas del horno provocaba las perturbaciones operativas. Además, los cálculos CFD realizados con Fluent® y los experimentos en laboratorio ―llevados a cabo para determinar la velocidad de incorporación de diversos combustibles alternativos― demostraron que, en el sistema de horno estudiado, dicho contacto es difícil de evitar. Basándose en estos hallazgos, se sugirió un mecanismo que explicara el fenómeno observado en los experimentos; asimismo, se prescribió una relocalización del punto de alimentación de los combustibles alternativos.

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Información del documento

  • Titulo:The impact of staged combustion on the operation of a precalciner cement kiln
  • Autor:Tokheim, Lars André
  • Tipo:Tesis
  • Año:1999
  • Idioma:Inglés
  • Editor:Telemark University College
  • Materias:HORNOS - HORNOS METALÚRGICOS
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