Modelamiento, simulación y optimización del proceso de calcinación de roca caliza en horno vertical empleando diferentes combustibles

Abstract

La cal (CaO), uno de los agentes alcalinizantes más ampliamente usados en el mundo, se produce a partir de la calcinación de la roca caliza, una roca compuesta por CaCO3 principalmente. Este proceso es por muchos considerado trivial, por lo que no se lleva a cabo un estudio adecuado para fijar las condiciones de operación. Dicha suposición trae como consecuencia problemas como altas pérdidas de calor, sobrecalcinación, centros sin calcinar, baja calidad del óxido de calcio obtenido, entre otros. En este estudio, se llevó a cabo el modelamiento del proceso de calcinación de la roca caliza en un horno vertical para el uso de dos combustibles: coque y gas natural. Además, se realizó la simulación para encontrar la influencia de las variables que se consideraron más predominantes en la conversión de la reacción de descomposición de carbonato de calcio y la recuperación de calor. Estas variables son el exceso de aire, el exceso de combustible y el diámetro de la roca caliza. Por último, se llevó a cabo la optimización de dicho proceso, con el fin de obtener los valores para estas variables que minimicen las pérdidas de calor a las salidas del horno con el flujo de gases de combustión y con la cal obtenida y, adicionalmente, maximicen el calor consumido en la descomposición de la roca caliza.