| CARGANDO UN SISTEMA POR PÉRDIDA EN PESO A ALTAS VELOCIDADES DE LLENADO
ANTECEDENTES
Un sistema ‘Loss-In-Weight’ (LIW) consiste en una tolva y alimentador montados en celdas de carga. Tales sistemas son comúnmente usados para la medición precisa de polvos y otros sólidos a granel. Cuando se opera en modo de descarga continua se alcanza una operación gravitacional precisa, mediante el control de la velocidad del alimentador para proporcionar un descenso constante en el peso del alimento de la tolva. Cuando esta tolva es vuelta a llenar con material, muchos sistemas de LIW cambian a un modo volumétrico menos preciso, ya que no son capaces de diferenciar entre el peso que se está ganando debido al tener que volver a llenar, y el peso que se pierde debido a la descarga. Para minimizar el tiempo que el sistema debe operar en modo volumétrico, la tolva pulmón aguas arriba debe ser diseñada para volver a llenar rápidamente la tolva de alimentación del sistema LIW.
EL PROBLEMA
Control & Metering, Inc. de Batavia, Illinois (fabricante de sistemas LIW) nos pidió diseñar una tolva pulmón para manejar confiablemente lignito y carbón pulverizado. El usuario final que es Satna Cement Company de India, requería que la tolva pulmón tuviera una capacidad de 60 toneladas métricas y un diámetro máximo de 5m. Los requerimientos del sistema hacían necesario esto para que las tolvas de alimentación LIW pudieran ser llenadas con 88 pies cúbicos de material en 10 segundos. Esto corresponde a una tasa de descarga instantánea de la tolva pulmón de aproximadamente 600 tph, a una densidad de 38 pcf.
LA SOLUCION
El primer paso en el diseño de esta tolva pulmón fue determinar las características de fluidez del lignito pulverizado y carbón, mediante ensayos en nuestro laboratorio. Simulando las peores condiciones en nuestro laboratorio, pudimos proporcionar un diseño que manejaría confiablemente los materiales bajo esas condiciones.
Encontramos que ambos, el lignito y el carbón, tenían una fuerza cohesiva pequeña. Esto significó que ambos materiales fluirían a través de una abertura relativamente pequeña en una tolva de flujo másico sin formar un arco estable. También determinamos los ángulos de pared de la tolva requeridos para que los materiales fluyan en flujo másico, en donde todo el material estancado permanecerá en el silo por un gran período, si es que el silo no es vaciado completamente. Es este carbón estancado el que podría producir combustión espontánea.
Adicionalmente al cálculo de los parámetros para flujo másico, determinamos los requerimientos de diseño para alcanzar una tasa de descarga instantánea de 600 tph.
Nosotros calculamos las tasas de flujo límites para varias dimensiones de salida basadas en la compresibilidad y permeabilidad del polvo (i.e. cuán rápido pasa el aire a través de los espacios). Nuestros análisis de computación nos indicaron que ambos polvos se airearían y deairearían rápidamente
Basado en estos resultados de ensayos y análisis computacionales, diseñamos la tolva pulmón que proporcionó flujo másico y la capacidad requerida.
Para alcanzar la tasa de descarga requerida con una abertura de descarga de tamaño razonable, el material debía ser aireado. Recomendamos que se pusieran varios parches de aire aire en las paredes más bajas de la tolva para airear solamente el material cerca de la abertura.
Otro aspecto importante del diseño fue asegurar que el material de la parte inferior en la tolva LIW no se fluidizará durante la recarga rápida. Si esto ocurriera, podría llevar a una inundación (video QuickTime 524K) y pérdida de control del flujo de alimento. Para prevenir esto, diseñamos una placa desviadora para ser puesta dentro de la tolva.
EL RESULTADO
El sistema fue instalado y ha trabajado de acuerdo a lo esperado por varios años
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