EQUIPOS Y SISTEMAS DE MANEJO DE MATERIALES A GRANEL

Visión general:

La ceniza es el subproducto del carbón pulverizado que se ha inyectado en la zona de combustión de una caldera. Al alcanzar aproximadamente 1500° C (2700° F), los materiales inorgánicos no combustibles en el carbón se funden y se fusionan como pequeñas gotas fundidas. Estas gotas son transportadas fuera de la zona de combustión por los gases de combustión y luego se enfrían para formar partículas vítreas esféricas llamadas cenizas.¹ Existen dos tipos principales de cenizas, cenizas de Clase C (producidas por la quema de lignito o sub-bituminoso carbón) y cenizas de Clase F (producidas por la quema de antracita o carbón bituminoso). En el pasado, las cenizas se liberaban a la atmósfera, pero los estándares locales y regionales de control de la contaminación ahora requieren que se capturen antes de la liberación, generalmente mediante separadores mecánicos o electrostáticos. La ceniza recolectada se almacena en silos para su posterior eliminación o reutilización beneficiosa.

Aproximadamente el 43% de los 20 millones de toneladas métricas de cenizas producidas cada año en los Estados Unidos ahora se recicla² y se utiliza en una variedad de aplicaciones de ingeniería. Casi dos tercios de este total se utilizan para producir productos de cemento o concreto. Más del 75% de todo el concreto procesado ahora contiene cenizas volantes.³ Las cenizas son un material puzolánico, lo que significa que cuando se mezclan con agua desarrollarán propiedades cementosas. Cuando se utiliza como sustituto del cemento Portland en el concreto, las cenizas se pueden utilizar como sustituto del 20 al 35% del material cementoso. Sus ventajas sobre el cemento Portland incluyen mayor resistencia a la reacción de sílice alcalina, menor permeabilidad y menor demanda de agua. La ceniza también cuesta casi un 60% menos por tonelada que el cemento Portland.⁴

Otras aplicaciones incluyen rellenos estructurales, base/sub-base de carretera y procedimientos de estabilización / solidificación de

desechos.⁵ Los ladrillos hechos de cenizas se curan mediante vapor, a diferencia de los ladrillos tradicionales, que deben cocerse en un horno. El curado con vapor utiliza más del 80% menos de energía que el método de horno y emite mucho menos CO₂. La ceniza también se encuentra en artículos domésticos comunes, como encimeras, pasta de dientes, bolas de boliche, utensilios, marcos de ventanas y tejas.⁶

 

Características y desafíos:

Dependiendo del tipo de combustible quemado y la cantidad de sílice contenida en él, las cenizas pueden tomar varias formas físicas. En general, las partículas de cenizas son finas, cohesivas, abrasivas y tienen una densidad aparente de 1,041 kg/m³. Los desafíos comunes que se encuentran al transportar cenizas incluyen: rebotarse fácilmente; que pueden resultar en costosos y largos periodos de tiempo en los esfuerzos de limpieza de los derrames; la producción de cavernas y puentes y el desgaste de las líneas de transporte; todo lo cual requiere paradas extensas para su reparación. Las cenizas también son aireables, lo que significa que las partículas pueden transportarse por el aire y escapar a la atmósfera circundante. Se recomienda consultar con un ingeniero de sistemas de manejo de materiales con experiencia al considerar una solución de transporte de cenizas.

Si las cenizas se transportan neumáticamente a un sistema de procesamiento, el soplador utilizado para mover las cenizas a través de la línea de aire debe tener un tamaño que cumpla con las demandas del sistema. Debido a la naturaleza puzolánica de las cenizas, se pueden requerir dispositivos adicionales para reducir los niveles de humedad o extraer la humedad de las cenizas antes de su entrada en el transportador. Las cenizas se manejan mejor con la maquinaria de transporte suavemente para no airearse demasiado. Si se usa un tornillo flexible para transportar cenizas, se recomienda un tornillo con una superficie más plana y más ancha que el tornillo de tamaño estándar.

Para la descarga de cenizas desde supersacos, se recomienda una conexión hermetica al polvo entre la manga de descarga del supersaco y la entrada del equipo, creando un sistema sellado. Se debe aplicar equipo especialmente diseñado para promover el flujo y para ayudar en la evacuación completa de las cenizas del saco. Estos incluyen marcos accionados por resorte que estiran la parte superior del saco hacia arriba a medida que se vacía y se alarga, causando que la ceniza fluya desde las esquinas del saco, y dispositivos de promoción de flujo accionados neumáticamente que masajean el saco y direcciona las cenizas que no fluyen libremente hacia la manga de descarga del supersaco. Para evitar el escape de polvo en caso de fuga y / o cuando la ceniza entrante desplaza el aire, el sistema sellado puede ventilarse a un colector de polvo que pone todo el sistema bajo vacío. Esto proporciona el beneficio adicional de colapsar los sacos vacíos antes del amarre para su remoción, evitando el polvo generado cuando los sacos vacíos se aplanan manualmente.

Las tolvas de alimentación deben diseñarse con la geometría adecuada y es posible que sea necesario incorporar dispositivos como vibradores para ayudar a densificar este material altamente aireable. Una rejilla de tolva sobre el recipiente receptor ayudará a proteger a los operadores si las cenizas se vierten manualmente en una tolva equipada con dispositivos de agitación.

Al llenar supersacos con cenizas, se puede contener el polvo haciendo conexiones seguras entre la fuente de alimentación del material y la entrada de llenado del supersaco. El sistema sellado se ventila a una funda de filtro o a un sistema de recolección de polvo opcional para evitar que el aire y el polvo desplazados ingresen al entorno de la planta. El uso de celdas de carga y plataformas de densificación vibratoria maximizará en gran medida la capacidad de los supersacos durante el proceso de llenado.

 

Aplicaciones de Flexicon:

 
Un nuevo tipo de arena para gatos hecha de pellets de cenizas se movió suavemente desde un mezclador a un secador mediante un transportador de tornillo flexible Flexicon.

Debido a las propiedades altamente variables de las cenizas y las ilimitadas permutaciones de equipos disponibles para cargar, descargar, llenar, acondicionar, volcar, pesar y transportar, se recomienda encarecidamente probar el material real de los usuarios en laboratorios de prueba a gran escala, siguiendo un análisis detallado de la aplicación en cuestión por un ingeniero de aplicaciones de Flexicon.