- A Associação Europeia do Cimento estima que até 95% dos combustíveis tradicionais usados na produção de cimento podem ser substituídos por combustíveis e matérias-primas alternativas (AFR), para ajudar a reduzir as emissões.
- A volatilidade criada por um maior uso de AFR traz um risco aumentado de explosões que, por sua vez, causam paradas do forno, elevando os custos.
- A ABB está lançando o sistema de amostragem de gás de entrada ProKiln, para atender a esses e outros desafios, aumentando a qualidade e a produção do clínquer, reduzindo as emissões nocivas ao permitir a medição de combustíveis alternativos, diminuindo os custos de manutenção da infraestrutura da planta e evitando o tempo de inatividade da planta.
O cimento é um negócio altamente intensivo em energia, com a produção aumentando para atender a demanda e mais de 4,3 gt de cimento produzido globalmente em 2020. À medida que os governos se concentram na redução de emissões, os proprietários de fábricas de cimento estão buscando combustíveis alternativos (AFR), novos processos e aditivos como meio de reduzir seu impacto ambiental. Essa abordagem traz novos desafios para o setor. O aumento do uso de AFR pode levar a bolsões perigosos de combustão incompleta dentro de um forno e um aumento de gases voláteis vaporizados, levando a um risco aumentado de explosão e paralisação dispendiosa do forno.
A ABB desenvolveu o ProKiln, um sistema de amostragem de gás para enfrentar esses desafios, oferecendo controle de processo permanente e ininterrupto em fornos rotativos de cimento. O novo sistema de gás de entrada do forno de cimento apresenta uma poderosa limpeza de sonda, com maior resistência mecânica, que inclui um sistema de retração de sonda dupla, exclusivo no mercado, para garantir que não haja interrupção de amostragem.
Um dos principais problemas enfrentados pelos operadores de fornos ao coletar dados é o dimensionamento do material, tanto na superfície de uma sonda, quanto na área de entrada da amostra, bem como o material que cai pelo duto de elevação. O ProKiln contorna o problema com um filtro extrativo na ponta da sonda, que separa o gás de amostra da carga de pó. Além disso, a tecnologia patenteada do ProKiln utiliza dois jatos de ar para limpar a ponta da sonda, mantendo uma sequência de amostras para análise crítica, mesmo sob condições extremas.
Um bico de aço inoxidável impresso em 3D garante que não ocorram bloqueios na ponta da sonda e o sistema é montado em um carrinho que funciona em um retrator que transporta a sonda com segurança, para dentro e para fora do forno, permitindo que ela seja limpa automaticamente. Medindo três metros de comprimento, a sonda de gás é resfriada a água, com um filtro extrativo colocado na amostra, e o fluxo é mantido pelos blasters. Um sistema de resfriamento fornece água de recirculação para controle de temperatura, essencial em condições operacionais onde os gases de processo podem atingir 1200°C (2200°F).
O ProKiln foi testado durante um teste na Holcim, maior produtora de cimento do mundo. O teste durou 6 meses na fábrica de Lägerdorf, que usa mais de 80% de combustíveis alternativos. Os esforços reduzidos de manutenção e a maior disponibilidade, convenceram o cliente a substituir a instalação atual pelo ProKiln.
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