Evaluación del sistema de calentamiento del área de peletización en una planta de producción de negro de humo

Abstract

El objetivo de la investigación fue establecer condiciones apropiadas para minimizar la formación de cake (aglomeración de pellets) en el área de peletización de una planta de producción de negro de humo. Se realizó un diagnóstico del sistema y se evaluó su comportamiento hidráulico y térmico, seleccionándose varias opciones de mejora. Se propuso un lazo de control y se evaluó la factibilidad económica de las mejoras planteadas. La investigación se llevó a cabo en el área de peletización de la empresa Negroven, S.A. El sistema está conformado por cuatro peletizadores enchaquetados (dos por unidad), dos bajantes con chaquetas (uno por unidad), dos bombas operando en paralelo, calentador de agua, tanque de reposición, un conjunto de válvulas, tuberías aisladas, manómetros y termocuplas, ubicados en lugares estratégicos. El fluido de calentamiento es agua filtrada y el calentador opera con gas natural. Se determinaron las variables influyentes en el sistema de calentamiento. Se realizó la evaluación hidráulica para determinar el flujo de agua hacia cada chaqueta. La evaluación térmica permitió determinar el calor transferido en las chaquetas del sistema. Considerando las variables influyentes sobre el sistema, se propusieron soluciones al problema, incluyendo un lazo de control. Finalmente se determinaron los indicadores de rentabilidad para la aplicación de las modificaciones propuestas. Entre los resultados más relevantes se obtuvo que al operar con 3 y 4 peletizadores el calor transferido en todo el sistema varía en 10 kW. La chaqueta de PA-3, cuya transferencia de calor fue la mayor (68,5 kW al operar 4 peletizadores), presentó menor frecuencia de limpieza. La transferencia de calor que minimiza la formación de cake se lleva a cabo en los peletizadores, siendo mejor en la unidad II dado su diseño. Las mejoras propuestas para el sistema no fueron económicamente rentables. Se recomendó verificar la aplicabilidad del SS 316L para la elaboración de los peletizadores, según el tiempo de vida útil de PA-3 y realizar un rediseño en las chaquetas de los bajantes para mejorar la hidráulica del sistema.