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CHEMCO Equipment Company 1500 Industrial Drive Monongahela, PA 15063

Technical Paper

Avances en Molienda Fina & Aplicación de Sistemas de

Molienda en la Industria FGD

Mohamad Hassibi CHEMCO Systems, L.P. 1500 Industrial Drive Monongahela, Pennsylvania 15063 Kevin J. Rogers Babcock & Wilcox 20 S. Van Buren Avenue Barberton, Ohio 44203 Margaret Yang Union Process 1925 Akron-Peninsula Road Akron, Ohio 44313 Presented to: EPRI-DOE-EPA Combined Utility Air Pollutant Control Symposium August 16-20, 1999 Atlanta, Georgia U.S.A.

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Avances en Molienda Fina & Aplicación de Sistemas d e Molienda en la Industria FGD

Mohamad Hassibi CHEMCO Systems, L.P.

1500 Industrial Drive

Monongahela, Pennsylvania 15063

Kevin J. Rogers Babcock & Wilcox

20 S. Van Buren Avenue

Barberton, Ohio 44203

Margaret Yang Union Process

1925 Akron-Peninsula Road

Akron, Ohio 44313

Presented to:

EPRI-DOE-EPA Combined Utility Air Pollutant Control Symposium August 16-20, 1999

Atlanta, Georgia U.S.A.

Sumario Siendo el diseño y el desempeño del sistema de preparación de reactivo una parte integral de un sistema típico de FGD, influirán en la eficacia general de proceso. Urge considerar el proporcionar el costó más efectivo y el diseño más eficiente de energía del sistema de FGD y las opciones y los avances en los procesos de reducción de tamaño. El presente paper es un análisis de la opción del Molino de Desgaste (attrition), que puede ser utilizado para demostrar las oportunidades disponibles cuando se aplican procesos de pulverización (comminution) a la industria de FGD.

Introducción Los molinos horizontales de bolas han prevalecido como el equipo de elección para funciones de moler la piedra caliza dentro de los Sistemas de desulfuración húmeda de gases de combustión (WFGD). Los años recientes han llevado a una investigación más amplia y a la aceptación de diseños alternativos de sistema de molienda. Los tipos de molino considerados dentro de la industria ha recorrido una variedad de tipos, desde molinos de bolas hasta molinos de rodillos.

La ciencia y la aplicación de los procesos de reducción de tamaño son un tema complejo. Asimismo, el diseño de los Sistemas de FGD son también complejos y pueden ser influidos por muchos factores. Determinar el costó más efectivo y el método eficiente de energía de molienda para cada aplicación puede requerir un estudio agotador. El detalle de diseños opcionales con significativos costos de capital, energía e información operacional, es tiempo consumido para producir y evaluar Este paper es una revisión de la molienda de piedra caliza para sistemas de FGD, con la opción de molino de desgaste (attritor) que ejemplifica cómo los avances en procesos de pulverización (comminution) influyen en el diseño general de los sistemas de FGD. La eficiencia de la energía de molienda relativa, es presentado para valorar el impacto del consumo operacional de energía y la instalada. El objetivo es de arrojar luz en objetivos generales y alternativas de vías de diseño.

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Molienda de Caliza WFGD El molino horizontal de bolas para molienda húmeda ha sido típicamente el burro de carga para la preparación de lechada de caliza dentro de un sistema húmedo de FGD. Indudablemente, el molino horizontal de bolas tiene ciertas características convenientes al servicio de FGD, principalmente estos son:

• Capacidad de Molienda Húmeda • Capacidad de amplio rango de reducción

(capacidad de tomar una alimentación de 1” y llevarlo a productos de rangos de micrones)

• Resistencia a la abrasión • Relativamente baja operación, control y

requerimientos de mantenimiento. La Molienda húmeda es usualmente preferida sobre la molienda seca. Al mirar el proceso de molienda separadamente, hay pro y contras en húmedo v/s seco. Moler seco requiere más energía, pero tiene menos consumo de bolas y recubrimientos que en la molienda húmeda. Adicionalmente, la capacidad de una molienda en seco es típicamente menor por unidad de volumen molido que la molienda húmeda. Sin embargo, es el diseño general de sistema de FGD y los requerimientos de uso son los que empujan hacia la selección de molienda húmeda. Las dos principales razones son que la piedra caliza recibida es utilizada en un proceso húmedo, y que la condición de recepción de la piedra caliza puede ser de una humedad relativamente alta. Además de la alta energía necesaria para la molienda seca, cuando se alimenta caliza con superficies húmedas sobre 2 - 3% en peso, típicamente una fuente de aire caliente es requerida para secado. Esto lleva generalmente a costos inaceptablemente altos de energía. Verdaderamente, en la mayoría de las industrias, el incremento del consumo de energía y el costo del equipo pueden llevar rápidamente y económicamente de la molienda seca a la molienda húmeda ya que así es como se desea el producto final. Un tamaño comúnmente especificado de la piedra caliza para FGD y para alimentar el sistema del molino es ¾" X 0”. Esta es una descripción relativa de una distribución de tamaño, que puede ser pensada de como todas las partículas más pequeñas que ¾" se extienden en una distribución de tamaños debajo de 20 mallas. La distribución de tamaños descritos de esta manera son variables en la práctica y pueden tener ocasionalmente tamaños de 1” a 3” y/o porcentajes más altos de finos. El molino horizontal de bolas es capaz de aceptar este tamaño de piedra directamente, sin ninguna función de

pre-molienda, mejorando así la flexibilidad del sistema, la sencillez y la confiabilidad. La abrasión es controlada con el uso de recubrimientos de desgaste del molino resistentes y por la inherente concentración del uso de bolas.

Alternativas de Diseño Un diseño alternativo de molino de bolas húmedo, que ha ganado aceptación en la industria de FGD es el molino de torre o molino vertical de bolas. Los molinos verticales de bolas tienen forma de un molino con “agitador” de bolas y pueden ser enérgicamente más eficiente que el típico molino de bolas horizontal. Este incremento de la eficiencia puede ser explicada parcialmente poniendo la acción de molienda en camas sólidas que son de un espesor o porosidad más óptimos. La variación en el transporte de la alimentación por el molino, la distribución de alimentación en la carga de bolas, y el método de transferencia de energía a las bolas son también factores que ayudan a explicar la diferencia en eficiencia. Además, los molinos de torre son alimentados típicamente con material de ¼" X 0”. Aunque es necesario el uso de una pre-trituradora cuando la piedra caliza recibida es de mayor tamaño, esto permite que el molino pueda ser calibrado para una relación de reducción más pequeña y una distribución de carga de bolas más óptima. Molienda Húmeda por Desgaste (Attrition) de Caliza FGD La molienda por desgaste (attrition) es otro enfoque que comienza a ganar aceptación en FGD. La molienda por desgaste no es nueva. Varias formas de molienda de desgaste han sido utilizadas a través de una gran variedad de industrias y aplicaciones, como pinturas, los pigmentos, los productos farmacéuticos, lechadas de cerámica y carbón. El molino del desgaste puede ser considerado para otro fin que el de la descripción genérica de bolas batidas o molinos de bolas batidas. Asimismo, algunos han clasificado el molino vertical de bolas como si estuviera en la familia de molinos de desgaste. El hacer el diseño del molino a la medida de la aplicación específica puede ser crítico con molinos de desgaste, como operan en altas velocidades, pequeños volúmenes y alta concentraciones de energías localizadas. Este de tipo molino fue escogido como un

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ejemplo de cómo el sistema de molino avanza, sistemas de arreglos opcionales de molino y reservas filosóficas pueden afectar el diseño general del sistema y la eficacia del proceso. El molino fue diseñado específicamente para molienda de piedra caliza con una relación de reducción equivalente a la aplicada típicamente al molino vertical de bolas en servicio de FGD. Esto es, para ser pulverizado de un tamaño de alimentación de ¼" X 0” a un tamaño 95% menos de 325 mallas. Ya que el diseño del molino de desgaste está diseñado para obtener una molienda extremadamente fina, tamaños más finos de producto son posibles y estos son evaluados más adelante. El molino original de desgaste fue inventado por Dr. Andrew Szegvari en los años veinte. La invención es significativa ya que marcó el principio de bolas agitadas en molienda. Como se ha mencionado anteriormente, el término molino de bolas agitadas a menudo es utilizado como representación de un molino de bolas, que utiliza un estanque estacionario y bolas agitadas internamente. El concepto es parte integrante del diseño del molino de desgaste. La entrada de energía es utilizada directamente para agitar las bolas y no para girar un estanque pesado, grande y su contenido, como en el caso del molino de bolas convencional. La molienda fina óptima, requiere ambas acciones, impacto y fuerza de corte. En el molino de desgaste, la rotación de los brazos horizontales imparte directamente energía a las bolas, causando que las bolas choquen al azar unas con otras. Estos choques crean las fuerzas necesarias de impacto para romper las partículas en la lechada. Además de las fuerzas de impacto de las bolas, estas también giran en direcciones diferentes, con lo cual se crean fuerzas de tijeras en la lechada adyacente. La combinación de éstos impactos y fuerza de corte, tienen como resultado una eficiente reducción de tamaño. En 1946, el Dr. Szegvari se embarcó en el desarrollo de los molinos de desgaste y la tecnología de reducción de tamaño de partícula. Hoy, después de más de 50 años de investigación y desarrollo tecnológico continuo, hay muchos y diferentes tipos de molinos de desgaste de utilización mundial en varias industrias y laboratorios de investigación. En 1991, un molino de desgaste continuo, fue diseñado y producido para la preparación de lechada de cal.. Estos molinos han sido aplicados exitosamente en sistemas de FGD donde se requiere como producto la cal apagada. Construyendo sobre este éxito, en 1996 fue introducido un molino de desgaste continuo para moler piedra caliza. El molino fue diseñado específicamente con un incremento de la capacidad de molienda, para una

molienda húmeda de piedra caliza para servicios en FGD. El sistema ha demostrado el eficiente procesamiento desde piedra caliza de 6 mm hasta 95% menos 325 malla en una base continua. El sistema comprenda un estanque de separación, bomba de circulación de molino, estanque de producto de molino, hidro ciclón y bombas alimentadores del hidro ciclón.

(Ref. Fig. 1 y Fig 2) Durante la molienda húmeda de piedra caliza para FGD, tanto la piedra caliza como el agua son alimentadas continuamente por la parte superior a través de un embudo diseñado especialmente. Este embudo tiene una extensión cilíndrica que se proyecta en el cuerpo cilíndrico del molino de desgaste. El eje del molino se extiende hacia abajo por la entrada y la extensión cilíndrica del molino con los brazos de agitación de bolas dispuestos sólo debajo de la extensión. El eje rotatorio utiliza varias paletas impulsoras anguladas, proyectados radialmente, que están dentro de la extensión cilíndrica. Cuando el eje gira, estas barras crean una acción del bombeo, que fuerzan a la piedra caliza y el agua hacia la cama de bolas de molienda. Generalmente, los molinos de desgaste utilizan bolas con dimensiones entre 3 mm y 10 mm. Sin embargo, para la aplicación húmeda de FGD, el diseño del molino fue alterado para integrar bolas de acero endurecido de 12.7 mm. El especial diseño del molino permite una alimentación de piedra caliza de 6 mm (¼"). La velocidad que alcanza la punta del brazo del agitador es aproximadamente 270 m/min. Después de que la piedra caliza y agua haya pasado por la cama de bolas de molienda, la lechada de caliza descarga de la parte superior del molino por sobre flujo en un estanque de separación. Un agitador de baja velocidad instalado en el estanque de separación, permite que los finos por rebalse continuo pasen al estanque del producto, mientras las partículas más grandes se depositan en el fondo del estanque y por medio de una bomba de recirculación vuelven al molino para su re molienda. El consumo de energía de estos molinos de desgaste de alta eficiencia es relativamente bajo. Por ejemplo, un molino equipado con un motor 150 hp produjo 9,75 toneladas métricas por hora de lechada de piedra caliza con un producto con 95% menos 325 malla y con un tamaño de alimentación de piedra caliza de ¼" X 0”.

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Esto iguala a la energía específica basada en un motor instalado en el molino de solo 10,4 kWh por tonelada corta de material procesado.

Opciones de Layout del Sistema de Molino de Desgaste

Layout Básico El molino de desgaste, debido a su inherente diseño, hace una molienda más efectiva y un mayor porcentaje de partículas finas, comparado con el molino horizontal de bolas. Esta molienda más fina tendrá como resultado una carga de recirculación más baja al diseñar el hidro-ciclón para la clasificación final. La carga de la recirculación es definida como la relación de la alimentación al hidro-ciclón v/s el producto del hidro-ciclón. Una carga típica de recirculación para un molino de bolas de desgaste para piedra caliza con un índice de trabajo de 10 y un tamaño de partícula de alimentación de ¼" X 0” está entre 140 a 150%. El resultado es un hidro-ciclón más pequeño que para un sistema horizontal típico de molino de bolas de capacidad semejante. Hay dos metodologías básicas de loop de recirculación para un molino de bolas de desgaste.

• Loop único de Recirculación. • Doble Loop de Recirculación.

El loop único de recirculación (Fig 1) es típico para molinos de desgaste, así como para molinos horizontales de bola convencionales. Este layout confía estrictamente en el hidro-ciclón para realizar la función de clasificación. En esta disposición, la carga de recirculación puede tener un rango de 200 a 250%.

Fig. N° 1 Loop de Recirculación Simple

El doble Loop de recirculación (Fig 2), utiliza un loop de recirculación primario para re moler partículas gruesas y un loop de recirculación secundario para la clasificación final. En este layout la carga de recirculación está en el rango previamente establecido de 140 a 150%.

Fig. N° 2 Loop de Recirculación Doble En términos generales, el sistema de molino de desgaste es eficiente en su tamaño y en el área necesaria de fundación. En un estudio realizado por Chemco para un sistema húmedo de FGD, que requirió dos molinos verticales de bolas de 17,5 tonelada/Hora v/s dos molinos de desgaste de bolas, el tamaño de la construcción de la fundación y su altura fueron reducidos. Esto tuvo como resultado ahorros substanciales en los costos de metal para la construcción de las bases Redundancia Muchos propietarios de sistemas húmedos de FGD requieren una redundancia de 100%, para sus sistemas de molienda de piedra caliza. Esto típicamente alcanza al doble de equipos, tales como alimentadores, trituradores (si están incorporados en el sistema), molinos de bolas, estanque de producto y accesorios tales como hidro-ciclones, bombas de alimentación y grupos de hidro-ciclones. No sólo este enfoque aumenta los gastos de capital por los equipo de proceso, sino que también amplía el tamaño de la construcción y de las bases que se

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requieren para albergar y apoyar la totalidad (100%) de la carga de piedra caliza del sistema de molienda redundante. Un enfoque alternativo a la redundancia del sistema es de evaluar el uso de múltiples molinos de una capacidad más pequeña. Por ejemplo, un sistema de 60 ton/h de capacidad, podría ser logrado con el uso de cuatro molinos de desgaste de 15 ton/h cada uno. Uno, dos o tres molinos de 15 ton/h adicionales podrían ser agregados para satisfacer la redundancia necesaria para el grado de disponibilidad buscado. De esta manera, el tamaño de los molinos pueden ser reducidos a los rangos de capacidad mostrado de los molinos de desgaste, permitiendo así, ahorros significativos de energía, que son posibles con la tecnología de los molinos de desgaste. La instalación total del sistema puede ser diseñada en una menor superficie total y con mucho menos trabajo de fundaciones debido a que los pesos y cargas son apreciablemente más bajas en el molino de desgaste en comparación con el molino de bolas horizontal. Este sistema de redundancia de multi-molino, puede tener como resultado las siguientes ventajas:

• Menor superficie útil ocupada • Menor Energía conectada • Menor costo de energía eléctrica de operación • Menor carga eléctrica y Centro de Control de

Motores - CCM • Fundaciones más Pequeñas • Menor costo de equipos de proceso. • Incremento de la flexibilidad operacional con la

capacidad de tener los molinos en línea y ser usados. de acuerdo a las demandas de piedra caliza

La figura 3 muestra un posible arreglo de multi-molino utilizando un típico diseño de silo con cono activador. Los almacenamientos alternos y los arreglos de alimentación pueden producir variaciones en la fiabilidad y jugar en contra de la función de las partes.. Sin embargo, aun cuando el sistema de almacenamiento y alimentación están diseñado para una alta fiabilidad, el costo total de instalación parece menor que el típico sistema de redundancia 100% de molino de bolas. Los grandes motores instalados y los costos de las fundaciones de la masiva instalación de molinos de bolas horizontales son dos de sus mayores inconvenientes. Comparado con el molino de bolas vertical, estos dos ítem son mejorados, pero son sustancialmente más grande que el requerido para el sistema de molinos de desgaste.

Fig. N° 3 Arreglo Multi Molinos

Eficiencias Energéticas Cuando son examinadas las eficiencias energéticas de la molienda sobre una gama de condiciones para el Molino de Bolas Horizontal, Es notado para el Molino de Bolas Vertical o Molino de Torre y el Sistema de Molienda de Desgaste (Attritor), una mejora en la eficiencia de energía respectivamente. Cuando se prueba la molibilidad del material o la performance del molino, el 80% de tamaño de partícula pasa por la alimentación del sistema de molienda (F80) y el producto del sistema de molienda (P80) es a menudo usado. El requisito típico de una molienda húmeda para FGD es moler desde un tamaño de alimentación de ¾" X 0” (F80 12000 micras) a un tamaño de 95% menor a 325 malla (P80 25 ≅ micras) como lechada de piedra caliza con un índice bond de trabajo de 10 kWh/Ton corta. En el contexto de este paper, esto se refiere como el "requerimiento normal de molienda". Un sistema aproximado promedio de eficiencia energética puede ser determinado dividiendo la suma de las potencias al freno de los equipos de operación por la tasa de proceso.

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Para el circuito cerrado de un molino de bola horizontal húmedo, el mayor consumo de energía del sistema es aportado por el motor principal del molino. La información disponible de varios diseños propuestos y de sistemas operando actualmente, en un rango de capacidad de 5 a 80 tonelada corta por hora de piedra caliza seca de procesamiento, fue evaluada contra el "requerimiento normal de molienda". El diseño principal de los requerimientos de potencia al freno del motor principal del molino promedian alrededor de 41 bHP por tonelada corta por hora de piedra caliza seca procesada. Los consumos secundarios de energía para los sistemas de lubricación, agitadores de estanques, y bombas de alimentación de clasificadores, rara vez exceden 2 bHP por tonelada corta por hora de piedra caliza seca procesada. Con el consumo secundario adicional de energía, los requerimientos de potencia al freno de un sistema de circuito cerrado de molienda horizontal es estimado en 43 HP al freno por tonelada corta seca. Cuando el consumo de energía es dividido por la tasa de procesamiento, se obtiene la energía disipada por la unidad de masa de material. Este es un valor específico de energía el que es indicativo de la eficiencia de la energía del sistema de molienda. Cuando el molino de bolas horizontal es diseñado o ajustado para una condición de molienda normal, el promedio de energía específica que se ha determinado para una gama de diseños examinados, es aproximadamente de 32 kWh/tonelada corta de piedra caliza seca procesada Desde el punto de vista de eficiencia de energía, una regla general en la pulverización (comminution) es la de moler tan fino como usted pueda, luego impactar a lo más fino como usted pueda, y sólo entonces moler. La operación de molienda desde un tamaño de ¾" X 0” a un tamaño de 1/8” X 0” tiene una utilización apreciablemente mayor de energía que el de un molino de torre en la operación de molienda de 1/8” X 0” a 95% menos 325 malla. Debido a que es más fácil partir una partícula grande que una más pequeña, la trituradora produce mucho más área de superficie por unidad de energía que el molino de torre. Los requerimientos de energía de la trituradora varían, sin embargo, muchos operan en el rango de 2-4 kWh/tonelada corta seca. Centrándonos en la molienda húmeda, los sistemas de molino de torre o molino vertical de bolas muestran un mejoramiento en la utilización de energía y típicamente pueden proporcionar el requerimiento normal de molienda en un valor aproximado de 25 kWh/tonelada corta seca. Esto incluye la energía de la trituradora y representa aproximadamente un 20% de ahorros en energía sobre la instalación de un molino de bolas horizontal. Los aumento de la eficiencia para los molinos

de torre pueden ser explicadas por la característica de la agitación de las bolas y de la pre-trituradora utilizada para reducir el tamaño de la piedra caliza de ¾" a un rango de 1/4” a 1/8” para la alimentación del molino de torre. Los molinos de desgaste muestran una mejora adicional en la aplicación de requerimientos de energía. El correspondientemente requerimiento aproximado de energía aplicada para el sistema de molino de desgaste, incluido toda la actividad de pre-triturado, está en el orden de 15 kWh/tonelada corta seca. Esto representa una gran mejora sobre el molino de bolas vertical y una mejora drástica sobre el molino de bolas horizontal. En su parte principal, es posible una reducción aproximada de 50% en el consumo de energía cuando se utiliza un molino de bolas de desgaste por sobre el clásico molino de bola horizontal, en una condición normal de molienda. Por lo tanto el molino de desgaste es el más apropiado para las capacidades de molienda fina. La opción de desempeño en la molienda fina con niveles energéticos remanentes es posible comparado con el que se obtiene típicamente con el sistema estándar de molino de bolas húmeda para FGD. Diseño de Sistemas Periféricos Almacenamiento y Manejo de la Piedra Caliza El contenido de humedad de la piedra caliza puede ser controlado un tanto por el diseño del sistema de manejo aguas arriba. Almacenamientos cubiertos, protección contra la lluvia directa, pueden evidenciar económías si el secado es significativo y/o el sistema de manejo bajan los costos. Comprar piedra de mayor tamaño “Tal como sale del triturador” puede reducir los niveles de humedad en la piedra caliza. Ya que la máxima cantidad de humedad que la cal a granel puede contener es función de la cantidad de finos que esta tenga. Los tamaño de piedra caliza más grande con menos área superficial permiten un natural drenaje y reducción del contenido de humedad. El inconveniente es la necesidad de una pre-trituradora adicional. Sin embargo, operaciones de pre-triturado pueden mejorar la eficiencia general de la energía y se pueden aplicar bien en los diseños de sistemas de molinos de torre y de molinos de desgaste Los requerimientos de almacenamiento para el producto depositados en el suelo pueden impactar los costos de diseño, consumo de energía y arreglos. Un pie cúbico de lechada de piedra caliza al 30% en peso de sólidos en suspensión, pesa aproximadamente 77 libras y contiene sólo 23 libras de piedra caliza.

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Mientras que, un pie cúbico de piedra caliza de ¾" X 0” pesa aproximadamente 90 libras y contiene 90 libras de piedra caliza. Esto reitera el conocimiento que el almacenamiento de la piedra caliza seca es más eficiente en volumen de almacenamiento comparado con un producto molido húmedo. Un sistema de múltiples molinos de desgaste puede ser idealmente más conveniente para sistemas de diseños donde la piedra caliza es a granel y almacenada en el suelo y recuperada a tolvas individuales arriba de cada molino” Sin embargo, la incorporación de silos-día más grandes es ciertamente posible, como es con los sistemas típico de molino de bolas horizontal.. En general, el sistema completo desde la descarga de la piedra caliza hasta el producto final molido debe ser evaluado para asegurar posibles sinergias, identificarlas y aprovecharlas. De esta manera; el almacenamiento general de la planta, el eficiente procesamiento y la fiabilidad son llevadas al máximo Diseño de Sistema de absorción Los diseños de absorción pueden ser afectados por el desempeño del sistema de molienda y la eficiencia de operación. El lograr una molienda equivalente con menor consumo de energía permite ahorros, los que pueden ser guardados o ser reasignados en otra parte. El lograr una molienda más fina y un uso aceptable de la energía puede permitir una confección a medida del tamaño del material molido para contribuir a los esfuerzos de optimización en el absorción húmeda de FGD y en el diseño del sistema de desaguado. El diseño del sistema de absorción húmedo del FGD, a menudo requiere de la complementación con el tamaño del estanque de absorción con la disolución de la piedra caliza, la relación de Ca/S, y el factor de diseño de precipitación de yeso. La figura N° 4 proporciona una indicación de cómo el tamaño del estanque de absorción puede ser afectado por el tamaño de la molienda manteniendo toda la otra cantidad de factores constantes. Tomado aisladamente, el efecto es significativo. Sin embargo, en reducciones reales el tamaño del estanque de reacción debe ser evaluado contra las correspondientes características de diseño del sistema de oxidación, del diseño de la bomba de recirculación de absorbente, de las tasas de recirculación, de precipitación de yeso y del crecimiento de la cristalización.

Más aún, una leve reducción en el tamaño del estanque se traducirá en ahorros de costo de capital. Esto es especialmente real si los estanques son construidos con materiales de altas aleaciones y/o están encerrados en edificios.

Fig. N° 4 Estanque de absorción v/s Tamaño

Molienda Con aumentar la fineza de la molienda de la piedra caliza, los clasificadores dentro del sistema de desaguado puede más fácilmente producir productos de yeso de calidad mientras manteniendo una relación estequiometrica más alta de calcio sobre el azufre dentro del loop de absorción. Esto mejora el desempeño del absorbente y/o permite desempeños similares con reducciones en el tamaño del estanque o la relación líquido a gas. De una evaluación solo del costo de la energía, el uso de técnicas más eficientes de molienda de piedra caliza puede suministrar ahorros significativos durante la vida de la planta. La comparación de costos de capital y energía a través del alcance del diseño del sistema de FGD son simplificados colocando los valores en una base común de unidad. A menudo la cantidad por unidad de SO2 retirada usada es ($/t, - kWh/t, - etc.). Una relación típica de consumo de piedra caliza por masa de unidad de bióxido de azufre removido es aproximadamente 1,8 gramos de piedra caliza por

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gramo de SO2 removido. Usando este factor, la energía aplicada al sistema de molienda en unidades de kWh por tonelada corta de piedra caliza seca puede ser corregida a una unidad de masa básica de SO2, en vez de una unidad de masa de piedra caliza. Por ejemplo, un sistema de molienda que opera a 32 kWh por tonelada corta de piedra caliza puede ser convertido a base de SO2 removido multiplicando por el factor de 1,8.

32 kWh

------------ ton

Caliza

X

1.8 ton Caliza

----------------- Ton SO2

=

57.6 kWh -------------- Ton SO2

ó

57.6 kWtph SO2

Removido

Si el proyecto tiene un factor de evaluación de energía de US$2,500./kW, entonces el costo de energía del sistema de molino esta valorizado en US$144,000.00 por cada tph de SO2 removido. Aplicando esta corrección, la Figura N° 5 muestra como el sistema de molino designado puede influir en los costos de energía sobre un rango de factores de evaluación de energía.

Fig N° 5 Diseño Sistema Molienda v/s Costo de

Energía Los gráficos de este tipo pueden ayudar a mostrar dónde y cómo optimizar la diseño general de diseño de la planta v/s los costos de energía. Este es el antiguo problema de optimización del diseño de planta.

Resumen Mientras el molino de bolas horizontal tradicionalmente tiene su lugar en la industria, los sistemas de molienda alternativos proporcionan competencia. Con filosofías de flexibilidad moderada, el equipo adicional requerido para alimentar sistema de múltiples molinos pueden ser más que compensado con la reducción en los costos de molino y mejoras en la eficiencia de energía. Los molinos de desgaste están especialmente más adecuados para este esfuerzo por sus características de tamaño compacto y con aproximadamente un 50% de ahorro en energía por sobre el sistema tradicional de molino de bolas horizontal. Estos representan un perfecto ejemplo de cómo opciones alternas de equipos pueden prever mejoras en el diseño de sistema y economías. En conclusión, cuando se consideran equipos de proceso no tradicional, el desarrollo total del área de la planta debe ser evaluado para asegurar el máximo de ganancias. Con este particular objetivo, el uso de pequeños y eficientes molinos de desgaste se puede ofrecer ahorros de espacio, ahorros en construcción de fundaciones y economías de energía en el área de preparación del reactivo. Además, los esfuerzos de optimización de los diseño de sistema de FGD pueden ser aumentados, suministrando incremento de flexibilidad, con respecto al tamaño final de molienda. Referencias 1. P. C. Kapur, T. P. Meloy, “Advances in Size

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