Evaluación y propuestas de mejoras para el horno de cal para la producción de cal viva en Planta Valdivia, Celulosa Arauco y Constitución S. A.

Abstract

El objetivo de esta memoria de título es examinar un horno para la producción de cal viva (perteneciente a la Planta Valdivia de Celulosa Arauco y Constitución S.A.) con la finalidad de optimizar su funcionamiento. Para llevar a cabo esto, en primera instancia se realiza un estudio del funcionamiento del equipo y de las principales variables asociadas a la producción de cal. Dentro de este estudio se observa que existen altas interacciones entre parámetros operacionales del horno, como lo son las temperaturas de las zonas de alimentación y calcinación, la velocidad del ventilador de tiro inducido (VTI) (y por ende, el porcentaje de oxígeno en exceso en los gases de combustión), el flujo de alimentación de lodos de cal y piedra caliza al horno y el flujo de combustible que se entrega al quemador. Al analizar los parámetros mencionados anteriormente (en un período de 58 días) y en conjunto con los resultados de laboratorio asociados a muestras de cal (tomadas por operadores cada 2 horas), se obtuvieron dos curvas para pronosticar el comportamiento del carbonato residual (% de carbonato de calcio que no es calcinado) y la temperatura de la zona de alimentación. Ambas curvas tienen como finalidad el disminuir el consumo energético del horno, enfocado principalmente en reducir el flujo de combustible que ingresa al equipo. En forma adicional a lo anteriormente expuesto, ser realizó un estudio de los principales lazos de control del horno de cal y los que lo acompañan (sistema de combustible, sistema de alimentación de lodos y caliza, entre otros). En base a esto, se encontraron dos lazos de control que pueden ser optimizados: la zona de alimentación de piedra caliza y la salida del estanque de lodos. Respecto a la primera oportunidad de mejora, se determina que existe la posibilidad de instalar un medidor que permita cuantificar el flujo másico efectivo de caliza que ingresa al sistema de alimentación del horno. En cuanto a la salida del estanque de lodos, con la finalidad de disminuir la variación en la densidad del lodo que ingresa al filtro de lodos, la instalación de un medidor de condensado secundario se presentaba como mejor opción, sin embargo, debido al escaso espacio existente en la línea, dicha oportunidad de mejora fue descartada. Para dicho lazo de control, un plan de sintonización del lazo asoma como la solución más factible. Finalmente, cabe destacar que el trabajo realizado se llevó a cabo en las condiciones previas de una detención general de planta (con fines de mantenimiento), por lo que los resultados obtenidos están sujetos a error y deben ser actualizados bajo condiciones óptimas de funcionamiento.