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Preguntas frecuentes
If it involves designing, integrating, commissioning, or supporting dry bulk storage, handling and slaking systems, or any applications that goes along with them, Carmeuse Systems has seen it. A continuación se muestran las respuestas a algunas de las preguntas que recibimos con más frecuencia. ¿No encuentra la respuesta a su pregunta? Póngase en contacto con uno de nuestros expertos directamente.
Capabilities
Carmeuse Systems Capabilities
Sí, nuestros ingenieros pueden satisfacer los niveles de diseño requeridos por cualquier industria o jurisdicción de cualquier parte del mundo.
Carmeuse Systems cuenta con amplia experiencia en el diseño de distintas ubicaciones peligrosas o clasificaciones, y estamos familiarizados con las normas de Norteamérica, América Central y Sudamérica, así como las normas de muchos otros países en los que hemos prestado servicio (Australia, África, Oriente Medio, Asia/Mongolia). Carmeuse Systems puede proporcionar un diseño que cumpla con los requisitos del sitio para distintos peligros incluidos entornos explosivos y corrosivos y cuenta con plantas en funcionamiento en todo el mundo en varias industrias en la que las ubicaciones peligrosas son bastante frecuentes (incluidas las industrias de minería, generación de energía, petroquímica y procesamiento químico).
Sí, el nivel de controles y automatización proporcionado se personaliza para satisfacer las necesidades de cada cliente. Prestamos servicio a una amplia gama de clientes, desde petróleo y gas y aplicaciones de minería a plantas de tratamiento de agua y aguas residuales municipales.
Si ya tiene un sistema de apagado de cal, considere actualizarlo a los niveles de automatización actuales, será más seguro, más fácil de operar y le ahorrará dinero.
Tenemos experiencia utilizando una amplia variedad de protocolos de comunicación; por lo general usamos EtherNet/IP, Modbus TCP/RTU y Profibus. Aunque estos son los protocolos más habituales, tenemos la capacidad para trabajar con otros protocolos de comunicación específicos para el proyecto.
Podemos proporcionar cualquier nivel de documentación que requiera el proyecto.
Los 3 niveles habituales se clasifican como:
- Básico
- Recomendado
- Personalizado
En cada uno de estos tres niveles, es posible crear documentos para su información o para su revisión.
Un nivel básico de documentación incluirá: P&IDs, diagramas de anclaje y carga de cimientos, Plano de planta y GA de elevación, diagramas eléctricos de una línea y diagramas de bloques de instrumentos. Asimismo, incluirá Manuales de funcionamiento y mantenimiento, listas de piezas de repuesto recomendadas y muchos otros documentos.
En el otro lado del espectro, un nivel Personalizado de documentación satisfará las estrictos requisitos internacionales de una gran firma de ingeniería EPCM.
Un sistema de apagado o un sistema de descomposición de productos químicos secos típico solo requiere los servicios públicos estándar:
- Suministro eléctrico
- Suministro de aire comprimido
- Suministro de agua (potable o agua de servicio o agua reciclada)
- Estación de seguridad con ducha y lavado ocular (en función de los requisitos del sitio)
Hemos trabajado prácticamente en todas las industrias imaginables. Las más comunes son minería, energía, petróleo y gas, agua/aguas residuales municipales, pulpa y papel, alimentación y acero. Dicho esto, cualquier cliente que requiera manipular productos químicos a granel se beneficiará de nuestra experiencia.
Podemos almacenar y manipular casi cualquier producto que imagine. En general, solemos decir que si se le entrega un material en su instalación en un camión cisterna o un vagón, podemos ayudarle. Algunos de los productos más habituales son productos de cal (cal viva, cal hidratada y piedra caliza), óxido de magnesio, carbonato sódico, ceniza volante, carbono activado en polvo (PAC), cemento, trona, sal, alumbre, polímero y bicarbonato sódico.
Tenemos sistemas en todo el mundo: Canadá, EE. UU., México, América Central, Sudamérica, África, Asia, Australia y Oriente Medio. Nuestro equipamiento de diseño trabajará con usted para seleccionar y proporcionar un sistema que sea adecuado para su ubicación.
Carmeuse Systems no solo suministrará el sistema sino que también puede ayudarle con la construcción/instalación de su sistema de manipulación de productos químicos a granel.
Normalmente obtenemos un ámbito que comienza con la descarga del material del camión y finaliza con el bombeo o transporte del material que se está manipulando a un proceso. La forma en que se utiliza ese producto químico es su negocio, llevarlo en la forma más eficaz posible, es el nuestro. Para mayor sencillez, cuando se considera un sistema, generalmente lo dividimos en siete categorías:
- Recepción de material
- Almacenamiento de materiales secos a granel
- Promoción de flujo
- Alimentación y transporte
- Descomposición o apagado en húmedo
- Almacenamiento de pulpas/soluciones
- Canalizaciones y bombeo
ProcessDesign
Diseño de proceso
La elección de usar cal viva o cal hidratada depende principalmente de dos factores: disponibilidad y tasa de consumo.
No todos los productores de cal tienen cal hidratada disponible. Cuando la tienen, hay una diferencia de coste entre los dos materiales. El coste por tonelada de cal viva y cal hidratada es a menudo muy similar, pero la gran diferencia es que una tonelada de cal viva cuando se apaga produce 1,32 toneladas de cal hidratada (la diferencia en peso molecular entre CaO y Ca(OH)2).
Sin embargo, para usar cal viva, tendrá que instalar un apagador. Por lo general, para las instalaciones que consumen más de 4 toneladas/día de cal es más económico usar cal viva. Si va a utilizar menos de 4 toneladas/día, el coste adicional de la cal hidratada se compensa con el coste y complejidad adicionales del apagador.
La temperatura de agua de entrada tiene un impacto directo en la temperatura final de apagado. La cal apagada a la temperatura óptima de apagado dará lugar a pulpa de cal de mayor reactividad, reduciendo la cantidad de pulpa necesaria en el proceso. Si la temperatura de agua de entrada es baja, es posible que no se obtenga la temperatura óptima de apagado durante la reacción, con lo que se produce una pulpa de cal de calidad inferior y se aumenta el consumo de cal y el coste.
La temperatura final de apagado sigue esta fórmula:
Temperatura de agua de entrada + calor de reacción = temperatura final de apagado
La temperatura final de apagado tiene una repercusión directa en el tamaño de las partículas de cal hidratada, lo que a su vez está directamente asociado con la reactividad de la pulpa de cal.
Si la temperatura final de apagado es inferior a 85 °C (en función de la elevación), puede ser económico añadir un calentador de agua para garantizar que se alcanza la temperatura óptima de apagado.
La temperatura de agua de acabado debería ser lo suficientemente alta de forma que la temperatura final de apagado sea al menos 85 °C (185 °F), en función de la elevación del sitio.
La temperatura final de apagado sigue esta fórmula:
Temperatura de agua de entrada + calor de reacción = temperatura final de apagado
Por ejemplo, si está apagando cal viva con alto contenido de calcio (93 % disponible de CaO) a una relación agua/cal de 4:1, el aumento de temperatura desde el calor de reacción puede ser hasta 57 °C (103 °F). En este caso, para obtener una temperatura de apagado de 85 °C (185 °F), la temperatura de agua de entrada necesitaría ser de 28 °C (82 °F). Tenga en cuenta que cada fuente de cal viva tendrá sus propias características de aumento de temperatura: esta información puede proceder de su proveedor de cal viva y puede variar de forma independiente.
El material se acumula en los depósitos y tubos de pulpa por uno o dos motivos: decantación o incrustación. Si tiene acumulación en el sistema de pulpa, es probable que sea por uno de estos motivos, o ambos. Es importante determinar cuál es la causa porque el método o métodos para tratarlas son distintos.
Busque en el depósito o tubería y debería ser relativamente fácil determinar qué es lo que está produciendo los problemas. Si tiene acumulación principalmente en la parte inferior de la tubería o depósito, probablemente se enfrente a un problema de decantación. La decantación suele ser material que cae de la suspensión debido a una baja velocidad de flujo o tramos muertos en las tuberías.
Si la formación está en las paredes del depósito, o alrededor del perímetro completo de la tubería, estará tratando con incrustación. La incrustación es el resultado de una reacción química entre el producto químico que se está manipulando y las impurezas en el agua que forma la pulpa.
Cuanto más reactiva sea su pulpa de cal, menos usará en el proceso. La temperatura final de apagado tiene una repercusión directa en el tamaño de las partículas de cal hidratada, lo que a su vez está directamente asociado con la reactividad de la pulpa de cal.
La temperatura final de apagado sigue esta fórmula:
Temperatura de agua de entrada + calor de reacción = temperatura final de apagado
Si el calor de reacción no es suficiente para alcanzar la temperatura óptima de apagado (por lo general, mayor es mejor), debería considerar añadir un calentador de agua para precalentar el agua de apagado.
¿Cómo puedo calentar el agua?
Las dos opciones más comunes para calentar el agua de apagado son:
- Calentador de agua eléctrico en línea con rectificador con silicona controlada (SCR) o controles de termostato
- Calentador de vapor de inyección directa
Alternativamente, podría usarse cualquier fuente de calor residual disponible en el proceso.
En el pasado, la práctica general ha sido recomendar una velocidad mínima de línea de pulpa de 1,2 m/s (4 ft/s) para las tuberías de pulpa de cal con un diámetro de 3” o mayor. Esta velocidad se consideraba suficiente para mantener un flujo turbulento y evitar la decantación.
La práctica actual recomienda una velocidad mínima de línea de pulpa de 8 ft/s para las tuberías de pulpa de cal con un diámetro de 3” o mayor.
Para las tuberías de pulpa de cal de 2”, recomendamos un mínimo de 8-10 ft/s (2,4-3,1 m/s).
La velocidad de línea superior a 10 ft/s (3,1 m/s) es excesiva y puede dar lugar a un mayor desgaste de las tuberías y un bombeo ineficaz.
Hay tres peligros de seguridad en un apagador de cal que hay que considerar:
- Calor
- Piezas móviles
- Cal química
Calor:
Un apagador debería operarse lo más cerca posible a la ebullición para obtener la mejor calidad de pulpa de cal posible. Como tal, hay numerosas superficies calientes que podrían causar quemaduras. La propia pulpa está también muy caliente por lo que las puertas deberían permanecer cerradas para evitar las salpicaduras.
El sistema de apagado también debe diseñarse para medir y tratar las excursiones de alta temperatura, deteniendo la alimentación de cal y refrigerar la reacción con agua cuando sea necesario.
Piezas móviles:
Independientemente del tipo de apagador utilizado, habrá alguna forma de equipamiento giratorio utilizado para la mezcla. Estas piezas móviles deberían protegerse adecuadamente para evitar el contacto personal.
Cal química:
La cal, incluso fría, puede irritar la piel y dañar los ojos. Debe consultarse la MSDS (Hoja de datos de seguridad de material) del producto concreto que se está manipulando en su instalación particular para recomendaciones de tratamiento y protección.
La “arena” producida durante el apagado de cal viva se puede tratar de dos formas:
- Separada en la descarga del apagador de pasta o de detención
- En un apagador de fresadora de bola, la gravilla se molerá durante el proceso de apagado
La gravilla puede separarse de la pulpa de cal utilizando un filtro vibratorio o con una cinta transportadora con tornillo inclinado, mediante lavado. La gravilla separada de esta forma deberá recopilarse y desecharse.
Alternativamente, la gravilla se puede moler en un apagador de fresadora de bola a un tamaño de partículas lo suficientemente pequeño para continuar el proceso sin decantación o causar abrasión/erosión.
La formación de puente de polvo de productos describe la condición de obstrucción en la que se forma un arco de polvo estable sobre la salida de un silo o se forma en las paredes opuestas de un silo. En ambas circunstancias, el flujo normal de producto se interrumpe. En el peor escenario, cuando un puente de polvo de productos grande colapsa, puede generar daños graves, a menudo catastróficos, en el silo.
La formación de bóvedas de polvo es una situación en la que un canal estrecho de producto fluye preferentemente hacia la salida del silo, dejando una masa interna estable de producto que no fluye para nada.
Se necesita un diseño adecuado y una experiencia de producto a granel suficiente para evitar que se produzcan estas obstrucciones de flujo. Hay una descarga o diámetros de salida mínimos, diferente para cada sólido a granel, que debe tenerse en cuenta durante la fase de diseño de un sistema construido adecuadamente.
El ángulo de reposo de un material es el ángulo más inclinado que puede formarse entre el borde en pendiente de una pila de material sin apoyos y el eje horizontal. Cada material tendrá su propio ángulo de reposo específico. En general, los materiales “pegajosos” tendrán un ángulo más inclinado/grande de reposo, mientras que los materiales sueltos tendrán uno más estrecho/pequeño.
El ángulo de reposo afecta al tamaño del silo porque la parte superior de una pila de material formará un cono cuyo ángulo está relacionado con el ángulo de reposo de dicho material. En los silos con alimentación central, este cono se formará dentro del silo con la punta del cono en el centro. Cuando el silo esté “lleno”, la punta del cono estará en la parte superior de la sección cilíndrica principal del silo. Esto dejará algo de espacio libre alrededor de la periferia del silo en su parte superior. Si esto no se tiene en cuenta, el silo tendrá un tamaño inferior al requerido y no será capaz de almacenar la cantidad prevista de producto químico.
A lo largo de los años, hemos desarrollado las mejores prácticas para cada producto específico que manejamos. Si bien cada producto químico tiene propiedades únicas, también hay aspectos comunes que se pueden usar para que el diseño del sistema sea más modular. Por ejemplo, cuando consideramos la promoción del flujo en un silo, agrupamos los productos en tres categorías generales:
- Materiales granulares, como cal viva, bicarbonato de sodio sin refinar y sal
- Polvos, como cal hidratada, óxido de magnesio, carbonato sódico, trona y alumbre
- Polvos finos, como cenizas flotantes, cemento y carbono activado en polvo (PAC)
Y si aún no hemos creado un sistema para un producto específico, podemos organizar pruebas para determinar cómo tratarlo mejor.
Hay varios aspectos que deberían considerarse si va a llenar un silo con varias fuentes:
- ¿Se utilizarán ambas fuentes de forma simultánea? Esto afectará al tamaño del filtro de ventilación del depósito.
- ¿Las distintas fuentes proporcionarán un relleno de silo desigual? Esto afectará al diseño estructural del silo o a la ubicación de la caja objetivo/línea de relleno.
- ¿Habrá contraflujo en una línea de relleno sin usar? Se deberá tomar algún tipo de medidas para evitar que el producto se escape a través de una línea de relleno no utilizada. Esto puede ser tan sencillo como un tapón en la línea o tan complicado como una válvula automática.
Cada tipo de apagador tiene su propio método de control. En general, hay tres formas de controlar un apagador: temperatura, par de fuerzas y medición de entrada. Si bien cada apagador se controla utilizando uno de estos métodos, también pueden controlar algunos o todos.
La temperatura es el método de control más fiable cuando el resultado deseado es una pulpa de cal reactiva altamente consistente. La temperatura de apagado está relacionada directamente con la reactividad. Los apagadores de detención y los apagadores de fresadora de bola verticales miden la temperatura directamente en la zona de producto y, por tanto, son los más fáciles de controlar. Los apagadores de fresadora de bola horizontales miden la temperatura en la descarga de forma que el control tiene algo de retardo. Los apagadores de pasta y los apagadores de lote por lo general supervisan la temperatura pero esta no es la variable de control.
Los apagadores de pasta utilizan el par bien directamente (mediante un embrague) o indirectamente (mediante una medición de dibujo de amp) para controlar la consistencia de la pasta en el apagador. Los apagadores de fresadora de bola también supervisan el dibujo de amperios pero generalmente con el objetivo de mantener una carga de bola suficiente en vez de controlar la reacción.
Los apagadores de lote no intentan controlar la reacción una vez que ha comenzado; en su lugar, miden la cantidad de cal y agua introducida en un lote dado. Asumiendo que las propiedades de la cal y el agua permanecen estables, esto dará lugar a una salida consistente. Casi todo el resto de apagadores utilizarán la medición de entrada de alguna forma, y pueden utilizarla como el mecanismo de control hasta que la unidad haya alcanzado el estado “listo”.
En general, no se requiere ningún revestimiento interno. La pulpa de cal no es corrosiva y de hecho, inhibirá la formación de óxido. Sin embargo, si tiene previsto apagar el sistema con frecuencia y lavarlo con agua sin tratar o realizar un lavado de ácido periódico para eliminar las incrustaciones del depósito, puede que quiera considerar un recubrimiento protector compatible con agua/o el líquido de lavado. Algunos clientes también descubrirán que seleccionar un recubrimiento con un acabado suave puede ayudar a limitar la acumulación en las paredes del depósito.
Debido a los efectos de la tensión superficial, algunos materiales en polvo como cenizas flotantes, PAC y Bentonita, no se hundirán inmediatamente debajo de la superficie del líquido cuando se añadan a un depósito. Si se alimenta demasiado rápido, el material puede acumularse en la superficie formando grumos que son difíciles de mezclar y, con el tiempo, impidiendo completamente que el material se vea arrastrado.
(Un ejemplo diario de este efecto se puede encontrar en el café, si añade azúcar al café, este cae inmediatamente por debajo de la superficie [fácil de humedecerse]. Sin embargo, si añade crema en polvo, tenderá a flotar en la superficie durante un tiempo antes de sumergirse [difícil de humedecerse]). Hay varias estrategias distintas para el prehumedecido.
La solución que recomendamos dependerá del material específico, la tasa de alimentación y la concentración deseada.
EquipmentSelection
Selección de equipamiento
Un apagador de fresadora de bola es un subconjunto de la clase de apagadores llamados habitualmente apagadores de detención (o “retención”). Los apagadores de detención son apagadores que operan sobre la base de un lote o de forma continua con una relación agua-cal tal que el contenido de la máquina se vuelve un lodo líquido (concentración <28 %) en vez de formar una pasta. También se les llama “apagadores de pulpa” por este motivo.
Un apagador de fresadora de bola, bien horizontal o VERTIMILL®, es único porque en vez de tener que separar la gravilla de la pulpa de cal a medida que sale del apagador, la fresadora muele la gravilla a medida que la cal se apaga por lo que puede continuar con el proceso como parte de la pulpa de leche de cal.
Un apagador de cal es una máquina diseñada específicamente para controlar la reacción del agua con cal viva (llamado “apagado de cal”) para producir hidróxido de calcio (CaOH2) o pulpa de cal hidratada. Si su proceso utiliza pulpa de cal y entrega cal viva (CaO), necesitará un apagador de cal para controlar cuidadosamente la reacción de apagado y la reactividad de la pulpa de cal resultante.
Generalmente recomendamos uno de los tres tipos de apagadores de cal (y cada uno tiene aplicaciones para los que son más adecuados):
- apagador de detención
- apagador de pasta
- apagador de fresadora de bola
Si va a utilizar menos de 4 toneladas/día de cal, entonces podrá usar cal hidratada y no necesitará un apagador de cal.
La elección del equipamiento de promoción de flujo depende de las propiedades exactas del material que se está manipulando. En general, recomendaríamos usar ventilación para productos “en polvo” y vibración para los productos granulados o piedras. Si el producto es una mezcla de polvo y piedras/gránulos, también se utilizará una combinación de ventilación y vibración.
También es importante comprender que el equipamiento de promoción de flujo puede necesitar apagarse y encenderse durante el período de alimentación para obtener unas tasas de alimentación coherentes, el tiempo de los períodos de encendido y apagado dependerá del material que utilice.
Por lo general, recomendamos utilizar un silo atornillado siempre que las limitaciones de envío o de tamaño requieran que el silo esté erigido en el lugar. En Norteamérica, el límite práctico en un diámetro de envío es 14’, por lo que si es más grande tendrá que erigirse en el lugar. También recomendamos los silos atornillados para los envíos que van al extranjero o cuando no haya acceso permanente por carretera. Para las aplicaciones que requieren un diámetro mayor que 14’, los silos atornillados son una buena alternativa a los silos soldados en el lugar, tanto desde el punto de vista de coste como de programación.
La función principal del limpiador de polvo y vapor es reducir y minimizar la obstrucción de la tolva de entrada de alimentación de sólidos secos. Esto es igualmente válido para los casos en los que la cal viva se apaga y para los casos en los que cualquier polvo seco se prepare en un depósito de mezcla.
El limpiador tomará el aire a través de él, manteniendo el apagador o el depósito de mezcla bajo una ligera presión negativa. Normalmente, la formación de aire se obtiene del lugar más cerca posible de la tolva de entrada de alimentación.
La clave para unas operaciones exitosas con el limpiador es configurar y ajustar correctamente el flujo de aire y sprays de agua de acuerdo con el manual. Es necesario realizar la inspección del limpiador periódicamente y el intervalo de inspección variará en función de las operaciones.
El tipo de alimentador de productos químicos secos que debería usar dependerá en gran medida del grado de precisión y control que requiera un proceso concreto.
En general, para la mayor precisión de la tasa de alimentación se recomienda un alimentador gravimétrico (LIW). Un alimentador LIW incorpora una tolva que puede estar sobre celdas de carga o control de palanca, que se rellena mediante una válvula giratoria desde arriba. A continuación, el producto se añade al depósito de formación del proceso desde la tolva LIW mediante un tornillo de alimentación. Esta disposición puede tener una precisión de alimentación de +/- 0,5 % una vez calibrada.
Para los requisitos de proceso que no son tan exigentes, puede utilizarse un simple alimentador de tornillo volumétrico que tiene una precisión de tasa de alimentación de aproximadamente 2,5 % a 5 %.
El acero al carbono es el material más usado para los lados seco y húmedo de un servicio de pulpa de cal. Los sistemas han operado correctamente con materiales como acero inoxidable, plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP), PVC/CPVC y a veces aleaciones exóticas (acero inoxidable dúplex, etc.). La selección de los materiales de construcción, y alguno recubrimientos, está impulsada por la química del agua y no por la naturaleza inherente de la pulpa de cal.
Con el agua de proceso “habitual”, el alto PH creado en la pulpa de cal reduce drásticamente la corrosión y los aceros con una baja concentración de carbono son una buena selección para este servicio (asumiendo que no hay importantes elementos corrosivos presentes en el agua de proceso, como alta concentración de cloruro).
Otro punto que merece la pena indicar es que no se recomienda el uso de aluminio en el servicio de pulpa de cal ya que hay incompatibilidades de material y se puede esperar una importante corrosión con el uso de aluminio en este servicio de pulpa de cal.
La medición continua y fiable del nivel de un sólido a granel en un silo se puede obtener utilizando sensores de radar de onda guiados. A menudo, aunque no se limitan a ello, los sensores de alarma de nivel bajo y alto son sondas de tipo de capacitancia.
La medición de los niveles de pulpa en un depósito se puede obtener de forma fiable con el uso de sensores de nivel ultrasónicos. Si la pulpa de proceso es susceptible de formar espuma debido a la calidad del agua o a los aditivos o disposición física, se debe realizar un estudio concreto.
Para la medición del nivel de la pulpa, también se utilizan las tecnologías de sensor de radar de alta frecuencia y presión diferencial.
Para la medición del flujo de pulpa, los dos tipos más comunes de medidores son medidores de flujo magnéticos y ultrasónicos. La medición del flujo en las pulpas requiere una mayor atención al diseño que otras aplicaciones debido a la calidad abrasiva de las partículas en suspensión y la posibilidad de formación de incrustaciones. Es posible medir de forma fiable el flujo de las pulpas.
La principal consideración a la hora de seleccionar una válvula de pulpa es anticipar la acumulación eventual de producto debido a decantación o incrustaciones. Las válvulas de pinza son de lejos nuestras preferidas ya que la flexibilidad de la válvula permitirá romper la incrustación si se encienden y apagan de forma regular, pero en realidad prácticamente cualquier válvula de diámetro completo valdrá.
A la hora de seleccionar una válvula para un servicio de pulpa, es importante distinguir entre las válvulas utilizadas para aislamiento o dosificación. Las válvulas de pinza pueden tener un buen rendimiento en las aplicaciones de dosificación, especialmente si se permite pulsar entre completamente abierta y completamente cerrada cuando se alimenta pulpa al proceso. Si la válvula necesita ser completamente modulada, una válvula con puerto en V puede ser una buena opción, pero los materiales exóticos como la cerámica pueden ser adecuados para prevenir el desgaste.
La última cuestión que se debe considerar a la hora de seleccionar una válvula son las propiedades si se va a usar agua para el lavado. Si hay potencial de excursiones, en las que los hidrocarburos pueden estar presentes, la mayoría de los elastómeros no son adecuados.
El radar de onda guiada es la tecnología preferible para medir el nivel continuo de producto en un silo.
Otras tecnologías disponibles son:
- Balanza y cable (a menudo utilizada como comprobación o para calibrar)
- Ultrasónico
- Radar mediante una bocina
- Células de carga
- Medidores de tensión
Tanto si su sistema se proporciona para una mina, una planta energética, una instalación de aguas residuales/agua municipal, una planta petrolera o de gas o cualquier otra instalación, Carmeuse Systems proporciona la opción de un sistema estándar diseñado a medida o prediseñado. Los sistemas prediseñados pueden cubrir una amplia gama de requisitos de aplicaciones y pueden ahorrarle importantes costos y tiempo.
Hay mucho en común de una industria a la siguiente y hay grandes oportunidades de aprender de las experiencias de una industria y aplicar dicho conocimiento en otra. Por ejemplo, nuestros clientes de minería tienen mucha experiencia con molinos de molienda como el Metso VERTIMILL® y esta máquina es un excelente apagador. Hemos tomado esta experiencia e integrado estos molinos en sistemas de apagado de cal completos para clientes en las industrias de energía y química.
Las condiciones locales desempeñan un papel importante en el diseño de un sistema de manipulación de productos químicos secos. Contamos con sistemas en el helado extremo del ártico de Canadá y en el calor extremo del desierto de Oriente Medio. Nuestros sistemas en la costa de EE. UU. deben diseñarse para soportar vientos huracanados mientras que nuestras instalaciones en Chile se enfrentan a algunas de las cargas sísmicas más altas del mundo.
Además, la proximidad de un centro de una ciudad importante también influye en el diseño de los sistemas. Una mina remota en las Montañas Rocosas de EE. UU. o en los Andes peruanos debe tener suficiente almacenamiento para un funcionamiento continuo si hay una interrupción en el acceso. Mientras que, por otro lado, los sistemas que se construyen en importantes centros de ciudades tienen que estar al tanto del ruido y del aspecto estético. Sin duda, hay que tener en cuenta el idioma de los operarios locales, las señales y manuales se han traducido al francés (Quebec), español (México y Sudamérica), chino cantonés (China) y árabe (Jordania, Arabia Saudí).
Un sistema de manipulación de productos químicos secos bien diseñado parecerá muy sencillo una vez completado. Sin embargo, esta sencillez es engañosa ya que hay cientos de posibles variaciones que dan lugar al diseño correcto para su producto, proceso y ubicación específicos. Como ingenieros, tenemos el hábito de realizar clasificaciones y con un sistema químico hacemos lo mismo. Hay siete elementos que deben considerarse para diseñar una solución “sencilla” perfecta:
- Recepción del material: ¿cómo recibimos el material del camión en el almacenamiento?
- Almacenamiento de producto seco a granel: una vez que el material está en el lugar, ¿cómo se almacena para su uso posterior?
- Promoción del flujo: ¿cómo se lleva el material del almacenamiento al proceso?
- Alimentación y transporte: ¿cómo se controla la cantidad de material que se envía al proceso?
- Descomposición en húmedo o apagado: ¿cómo se combina el producto químico con agua antes de enviarse al proceso?
- Almacenamiento de pulpas/soluciones
- Tuberías y bombeo: una vez descompuesto o apagado, ¿cómo se envía al proceso?
Muchos camiones de transporte neumático tienen sus propios sopladores a bordo. Si este es el caso, probablemente no tendrá que proporcionar su propio soplador en la instalación. Sin embargo, si la empresa de camiones que tiene previsto usar para entregar en sus instalaciones no tiene sopladores en sus camiones, es un equipo relativamente sencillo de agregar a un sistema. Necesitaremos comprender el tamaño de la conexión, la presión nominal del camión y la velocidad de descarga deseada para seleccionar el soplador adecuado para su aplicación.
Es posible que también se necesiten sopladores fijos si la velocidad de descarga deseada sea superior de lo que es posible con un soplador estándar a bordo. A menudo esto es más necesario en instalaciones que utilizan grandes cantidades de cal en las que varios camiones pueden realizar entregas cada día.
La tasa de transporte neumático está directamente relacionada con la tasa de flujo de aire, por lo que cuanto más aire se utilice, más rápido puede descargarse un camión.
Sin embargo, hay un límite a la cantidad de aire que se puede pasar por los camiones de transporte neumáticos antes de sobrepresurizarlos. Una estrategia habitual para aumentar la tasa de descarga es usar un soplador que mueva más aire del que es capaz de manejar un camión y derivar parte del aire del soplador directamente a la línea de llenado del silo. Esto afecta a la velocidad de transporte de dos formas. En primer lugar, permite que el operador (o una válvula automática) mantenga la presión en el camión lo más alta posible, incluso a medida que la contrapresión comienza a caer a medida que se vacía la tolva. En segundo lugar, el aire que se deriva está, en efecto, retirando el aire del camión más rápido. Si se investigase en la física detrás de este fenómeno, revelaría un transporte neumático con una fase densa/fase diluida híbridas.
A medida que las plantas están cada vez más automatizadas, es un deseo natural garantizar que el mecanismo de limpieza en el filtro de ventilación del depósito se inicie automáticamente cuando un camión rellena el silo. Colocar un interruptor limitador en la línea de llenado es una forma obvia de afrontar este problema. El problema es que estos dispositivos son claramente frágiles, en una aplicación claramente dura y con caída. No obstante, a lo largo de los años se han presentado algunas soluciones creativas (conectar el tapón a una cadena en un interruptor limitador es una de nuestras favoritas).
Una gran alternativa a un interruptor limitador mecánico es medir la diferencia en la presión entre el silo y la atmósfera. Si hay una presión medible, el silo se está llenando. Un interruptor de presión diferencial o un transmisor en el filtro de ventilación del depósito (una opción disponible habitualmente) mide esta presión, la opción del transmisor tiene el beneficio adicional de permitir que los operarios puedan saber la tendencia de la presión de llenado del silo y predigan intervalos de mantenimiento en los cartuchos/bolsas del filtro de ventilación del depósito.
Por lo general, cuando se habla de llenado de silo, una “caja objetivo” se refiere a un medio mediante el que el material transportado a un silo se ralentiza y redirige para permitir que el material caiga libremente en el silo. Una “caja objetivo” puede tener muchas formas, pero la más común en nuestros sistemas es un cilindro de 20” de diámetro conectado a la parte superior central del silo. El cilindro tiene una parte superior atornillada con una placa deflectora en el lado opuesto a la línea de llenado entrante.
Preferimos usar cajas objetivo al llenar un silo, ya que dañan menos el material que se transporta que un codo de barrida y genera menos polvo que transportarlo directamente al silo a toda velocidad. Una caja objetivo es también un método cómodo que se utiliza para permitir que varias líneas de llenado llenen por la parte central un único silo.
Como puede imaginar, “convencer” a un rayo que viaje selectivamente a una ruta marginalmente más conductiva por una varilla y cable de cobre conectados a un gran silo de acero no es muy realista. Dado que el silo está conectado a tierra, no es necesaria ninguna protección adicional contra rayos. Esto se ve apoyado por la norma NFPA 780 para la instalación de sistemas de protección contra rayos:
“Depósitos y torres de metal 5,4. Los depósitos y torres de metal construidos para recibir un rayo y no sufrir daños deberán requerir solo estar unidos a electrodos de toma a tierra tal como se requiere en el Capítulo 4…”.
El objetivo de un filtro de ventilación de depósito es eliminar el polvo del aire que entra al silo, bien mediante un transporte neumático, promoción de flujo o desplazado por el material almacenado en el silo.
La necesidad de un ventilador en un filtro de ventilación de depósito dependerá de a dónde tiene que ir el aire una vez limpio. Los filtros de ventilación de depósito se ubican frecuentemente en el techo de un silo, en este caso, el aire solo tiene que pasar al otro lado del filtro. En esta situación, no es necesario soplar el aire más. Sin embargo, si el filtro está en un ático o en un edificio en el que el aire descargado tendrá que viajar cierta distancia hasta la atmósfera, se recomienda el uso de un ventilador o un soplador.
A la hora de ayudar a nuestros clientes a seleccionar el apagador adecuado para su aplicación, consideramos cinco tipos de apagadores:
- Apagadores de detención
- Apagadores de pasta
- Apagadores de fresadora de bola
- Apagadores de bola verticales
- Apagadores de lote/depósito mixto
Para tomar la mejor elección para su aplicación, deberá considerar el rendimiento, la calidad de la cal, la cantidad de gravilla (instalaciones de eliminación, la química del agua o el espacio disponible en el sitio entre otras variables. Existen algunas distinciones clave entre los distintos tipos de apagadores. Carmeuse Systems puede recomendarle la mejor elección para su aplicación. Póngase en contacto con nosotros.
Por lo general, comenzaremos con una geometría de depósito lo más cercana posible a una relación 1:1 entre diámetro y altura cuando diseñemos un depósito de pulpa. Esto se realiza principalmente para minimizar la potencia de mezcla (y por tanto el coste) requerida para mantener una suspensión homogénea. Sin embargo, con la selección de mezclador adecuada, unos depósitos más cortos/cuadrados o más altos/finos también funcionarán bien cuando sea necesario debido a la disponibilidad de espacio.
En los depósitos redondos con mezcladores montados en el centro, también es importante incorporar deflectores en los laterales para romper el vértice que en que en caso contrario se formaría y mantendría una mezcla turbulenta.
Para la mayor parte, usamos un depósito de fondo plano con la conexión de aspiración a una distancia razonable por encima del fondo. Si bien esto reduce el volumen “útil” del depósito, permite que parte de la acumulación inevitable se recoja en la parte inferior del depósito en vez de que se lleve a la aspiración de la bomba.
¡Por supuesto! Hemos utilizado depósitos atornillados como parte de los sistemas de pulpa durante años. A veces estos depósitos son integrales a la falda del silo, otras, son depósitos independientes que habrían sido demasiado grandes para fabricarlos en un taller y enviarlos al local. Además de las ventajas de los depósitos atornillados desde el punto de vista de costes e instalación, el recubrimiento aplicado en la fábrica puede aumentar la vida útil del depósito considerablemente.
Debido a que los depósitos de pulpa son por su naturaleza entornos turbulentos, con un elemento inevitable de formación de incrustaciones, la clave son mediciones sin contacto. Los transmisores ultrasónicos son una buena solución dado que no hay mucho polvo en el espacio por encima del nivel de líquido, como en un depósito de almacenamiento de pulpa tras un apagador. Cuando hay potencial de polvo en el aire o espuma en la superficie del depósito, como en un depósito de descomposición de cal hidratada, recomendaríamos cambiar a un transmisor de radar. Algunos clientes (con sólidos programas de mantenimiento preventivo) también han tenido éxito con transmisores de nivel de tipo “burbuja”. Para obtener más información sobre cómo reducir el polvo, haga clic aquí (7).
El objetivo principal de un limpiador en un sistema de manipulación de productos químicos secos es limpiar el aire que se ventila desde el depósito. Esta ventilación es el elemento crítico a la hora de diseñar un sistema que opere de forma fiable. El polvo de la alimentación en seco en el depósito junto con el vapor de agua en el aire da lugar a la formación de sólidos en el espacio sobre el nivel de líquido. Esta acumulación puede ser especialmente problemática en la entrada de alimentación ya que restringirá gradualmente el flujo hacia el depósito. Un limpiador bien diseñado retirará de forma activa el aire del depósito, retirará el polvo (devolviéndolo al depósito) y limitará la acumulación de producto en la entrada del alimentador. Una presión ligeramente negativa en el depósito también evitará que el polvo escape y se acumule en el área que rodea el sistema de alimentación.
Operations/Maintenance
Operaciones y mantenimiento
El limpiador húmedo está compuesto de dos elementos operacionales importantes. Flujo de agua y flujo de aire, en equilibrio. Si alguno de estos no se configura correctamente, puede producirse una obstrucción.
El flujo de agua hacia las boquillas de pulverización se realiza a contracorriente al flujo de aire y tiene que ajustarse para eliminar cualquier vapor cargado de polvo o cal.
- Puede producirse demasiado flujo de agua y una dilución de proceso inaceptable.
- Un flujo de agua demasiado pequeño dará lugar a que el soplador de venturi introduzca polvo transportado por aire que no ha sido lavado por las boquillas. A continuación, el polvo se acumulará con el tiempo y, eventualmente, producirá una obstrucción.
El flujo de aire tiene que ajustarse utilizando el amortiguador de descarga del soplador o la T de equilibrio en el limpiador. El flujo de aire debería configurarse para introducir el polvo transportado por aire y vapor en el limpiador húmedo.
- Si el flujo de aire es demasiado bajo, el polvo y el vapor no se expulsarán del depósito de mezcla.
- Si el flujo de aire es demasiado alto, el agua pulverizada, junto con el polvo transportado por aire, se introducirá en los conductos. Esto producirá una obstrucción muy rápidamente.
La mayoría de los silos de almacenamiento de productos químicos secos utilizan el método de medición de nivel de radar de onda guiado. Esto significa que una sonda de radar está suspendida mediante una cuerda del transmisor en el techo del silo, hasta el punto en el que la sección principal del silo se une al cono. La sonda de radar no se extiende hasta el cono y, por lo general, solo mide el nivel de producto en la parte cilíndrica del silo. En función del producto que se esté almacenando y el tamaño del silo, la sección del cono “no medida” del silo puede representar una importante cantidad de la capacidad de almacenamiento.
Este problema se puede tratar teniendo una desviación adecuada en la calibración del instrumento.
Los cartuchos de filtro tienen que cambiarse antes de que se obstruyan.
Muchas plantas programan cada año un cambio de los filtros de colector de polvo. Algunos sitios, con materiales difíciles de manipular lo hacen dos veces al año.
La frecuencia necesaria de cambio de cartuchos de filtro dependerá del número de entregas de producto que recibe su planta. Un sitio que recibe seis entregas al día tendrá que cambiar los filtros del colector de polvo con más frecuencia que otro que recibe solo una entrega cada dos semanas.
Estos filtros también deberían cambiarse cuando el ciclo de limpieza incorporado normal, ya sea filtro de pulsos de aire inversos o agitador, no limpia adecuadamente estos filtros.
Consejo: asegúrese de que la fuente de aire comprimido usa aire seco y limpio, y que se mantiene la presión mínima recomendada de funcionamiento durante todo el ciclo de llenado del silo.
El apagado eficaz de cal se puede obtener tanto con cal viva en polvo o con guijarros.
Lo mejor para usted dependerá de su sistema de apagado y su capacidad para tratar con el polvo adicional potencial creado utilizando solo cal viva en polvo. Por lo general, no es necesario usar esta cal viva en polvo más cara para crear una leche de cal de alta calidad y altamente reactiva en un apagador de cal.
La cal viva en guijarro con alta concentración de calcio es perfectamente adecuada para la mayoría de los apagadores de cal. Es un error común pensar que la cal viva en polvo contiene menos componente de gravilla.
Como mínimo, siga todas las políticas y procedimientos estándar en el lugar para trabajar alrededor de equipamiento en funcionamiento.
Los procedimientos de bloqueo/etiquetado son fundamentales.
Además, la cal apagada puede estar caliente y ser cáustica, por lo que debe asegurarse de utilizar equipamiento de protección individual (EPI) adecuado.
El EPI típico adecuado incluirá protección ocular, una pantalla para el rostro, guantes y monos. En condiciones de polvo, puede que sea necesario usar una mascarilla de polvo, o un respirador de media máscara. Asegúrese de diluir y enfriar un apagador antes de trabajar en ningún componente mojado.
Los medios de molienda VERTIMILL deberían recargarse siempre que el consumo de potencia del motor de la unidad VERTIMILL caiga por debajo del punto de consigna mínimo. Una carga más frecuente, añadiendo cantidades más pequeñas, dará lugar a un consumo de potencia y rendimiento más estables.
Los VERTIMILLS modernos utilizados en las tareas de apagado de cal se han diseñado para funcionar mejor cuando su consumo de potencia se encuentre entre 70% y 80% del amperaje de carga total (FLA).
Nunca supere el 80 % de FLA en el motor de la unidad Vertimill.
Una caída en el consumo de potencia también puede ser un indicador de desgaste en el forro del tornillo.
¡La seguridad lo primero! El nivel de los medios de molienda en Vertimill solo se puede comprobar con el Vertimill bloqueado/etiquetado correctamente.
En el manual de Vertimill se llama “medición de carga de bolas en estático”. Una vez que el molino está detenido, una cuerda calibrada con una balanza no magnética fijada de forma segura en un extremo puede soltarse en la tolva de carga de bolas o por la escotilla principal de inspección del cuerpo de Vertimill. (A menudo, la tolva de carga de bolas está colocada en ángulo y retorcida por lo que la escotilla de inspección es más práctica). Esta profundidad de carga de bolas se compara con la profundidad medida cuando se puso en marcha por primera vez el Vertimill con una carga de bolas nueva y completa.
Llámenos para determinar el nivel correcto.
Nota importante: si la carga de bolas en estático aumenta en un pie (0,30 m) en comparación con cuando se puso en marcha por primera vez, para mantener el mismo 80 % FLA máximo, los forros del tornillo están gastados y tienen que sustituirse.
Algunos de los elementos que debe comprobar son:
- Verifique que el sensor de temperatura del apagador ofrece una lectura correcta. (Sugerimos no medir la temperatura de la pulpa con un termómetro de temperatura de infrarrojos [IR] de mano).
- Busque fugas de producto en las juntas o conexiones de goma que conectan las distintas piezas del sistema de alimentación.
- Asegúrese de que hay un flujo correcto a través de las tuberías de agua a las juntas del apagador, limpiador húmedo y de tamiz gravilla vibratorio.
- Busque formación de cal viva en o alrededor de la entrada de cal viva.
- La acumulación de cal apagada en la salida o dentro del tamiz de gravilla vibratorio.
- Suficiente aspiración de escape del limpiador húmedo.
- Compruebe el historial de alarmas de HMI/DCS.
Un conjunto de juntas correctamente ajustado y lubricado solo requerirá ajustes semanales y tal vez, adiciones de empaque mensuales.
La junta de apagador más habitual en los apagadores de detención de eje agitador horizontal es un empaque tipo “donut” de sección transversal cuadrada. En función del modelo y tamaño del apagador, puede haber 3, 4 o 5 anillos de empaque en un conjunto de juntas. El primer paso es ajustar siempre el empaque apretando el retén del empaque de la junta (también conocido como glándula posterior). Apriete tanto como sea necesario para detener la fuga. Si el retén toca el fondo, pueden añadirse o reemplazarse donuts de empaque.
Compruebe siempre que fluye agua de lavado de la junta de empaque. El agua de lavado de junta limpia es fundamental. El reemplazo del agua de lavado con aire o grasa no funcionará.
Si parece que el empaque tiene que reemplazarse con demasiada frecuencia, una posible causa puede estar en los ejes de agitador o ejes de acoplamiento desgastados. Inspecciónelos y reemplácelos según sea necesario.
La PVRV es un componente de seguridad clave para el silo. Siempre que una PVRV se activa (bien bajo presión o vacío) - ¡debe investigarlo!
Una PVRV funcionando puede evitar un fallo estructural catastrófico del silo. Si se activa, el silo tiene una presión o vacío excesivos.
Descubra por qué:
- ¿Sobrepresión? Una causa común es que los elementos de filtro estén obstruidos o cegados en el filtro de ventilación del depósito (filtro de polvo) en la parte superior del silo. Inspeccione, limpie o reemplace los elementos de filtro según sea necesario.
- ¿Vacío excesivo? O los cartuchos del filtro de ventilación del depósito están obstruidos y no permiten que el aire fluya hacia dentro del silo o tiene un puente en el silo y un movimiento repentino del producto (que también es peligroso).
- ¿Tal vez el silo está demasiado lleno? Otra causa posible que es que el silo se haya llenado en exceso. La causa puede ser un fallo en el indicador de nivel de silo o alarmas de nivel alto que no funcionan.
En ninguna circunstancia deberá omitir o evitar el funcionamiento normal de una PVRV.
Algunos productos químicos a granel pueden degradarse con el tiempo o absorber humedad del aire; otros incluso pueden solidificarse con el tiempo por lo que puede que lo mejor sea vaciar el silo de almacenamiento antes de una desconexión de larga duración. Esto dependerá de sus circunstancias específicas.
Además, este puede ser un momento adecuado para inspeccionar la estructura interna del silo así como cualquier instrumentación en su interior.
Una calibración del alimentador es un método de recoger una muestra o producto de una alimentación para correlacionar las RPM (velocidad) del alimentador con la cantidad (peso) del producto entregado.
El esquema de control de apagado requiere información precisa sobre la cantidad de cal viva que se descarga en el apagador para calcular el flujo correcto de agua para que reaccione mejor con la cal. Una pequeña discrepancia en la adición de cal viva se compensa en el controlador. Si la velocidad de alimentación de cal viva esperada frente a la real es significativamente distinta, el apagador puede sobrecalentarse o no generar una temperatura suficiente, con lo que dará una peor calidad de la pulpa de cal.
La causa más habitual por la que un apagador mostrará una alarma de temperatura alta es que hay demasiada cal viva alimentada en el apagador con respecto a la cantidad de agua o si el agua de apagado entrante aporta calor. Compruebe la salida actual del dispositivo de alimentación (consulte “¿Qué es la "calibración del alimentador"?”).
Otros motivos posibles son:
- La cal viva se desborda por el dispositivo de alimentación
- El suministro de agua es insuficiente (restricciones)
- Busque una posible alarma de flujo bajo
- La temperatura de agua de alimentación del apagador es demasiado alta
- El instrumento de detección de temperatura no funciona
- Compruebe la temperatura de apagado que entra antes de que entre en la zona reacción del apagador de cal.
Los controles de apagador automático ajustan al inicio el flujo de agua para que coincida con la velocidad de alimentación de cal viva (a menudo a una relación fija de 4:1 agua a cal por peso). Una vez alcanzada una temperatura de funcionamiento estable, los controles automáticos ajustan el flujo de agua para mantener un punto de consigna final de temperatura de apagado.
La automatización del proceso garantiza que el apagador está funcionando a la temperatura óptima para el apagado de cal, produciendo la pulpa de cal más eficaz y eficiente para su proceso. Contar con la pulpa de cal más eficiente y eficaz ahorrará costes en cal viva y reducirá indirectamente la huella de carbono del uso de cal al reducir su consumo.
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