Continuo Calentamiento Externo Llama libre Aplicaciones: cemento, cal, aluminio, etc.
Horno Rotativo Diagrama
Horno Rotativo
Horno Rotativo
RADIACION
CONVECCION
CONDUCCION
TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL HORNO ROTATIVO
Dimensionamiento H.R. G
n
L t
M
V
α
• • • • • • •
D
G = velocidad de alimentación V = vel. desplazamiento del material dentro del horno M = masa de mat.que se encuentra en el horno S = pendiente del horno N = velocidad de rotación del horno t = tiempo de permanecía R = retención, relación. entre vol. de mat. y el vol. del horno
Dimensionamiento H.R. t (min) =
0,19 * L (m) _ D (m) * N (rpm) * S (m/m)
V (m/hr) =
60 * L (m) t (min)
_
G (Kg/hr) = γ (kg/m3) * R * V (m/hr) * Sh (m2) γ: peso específico del material Sh; sección del Horno
Dimensionamiento H.R. PROBLEMA 1 Calcular el tiempo de paso y la capacidad diaria de un Horno Rotativo que produce Cal (CaO), sabiendo que sus dimensiones son L= 90 m y D= 3m. La velocidad de rotación 1 rpm y la pendiente S= 0,05 m/m. Datos: R=10%
γCaCO3=1400 kg/m3.
Dimensionamiento H.R. PROBLEMA 2 Calcular las dimensiones de un Horno Rotativo en el que se va a calcinar piedra caliza, sabiendo que el tiempo de paso (t)= 60 min.; que se desea producir 210 ton./día de Cal. Calcular, además la pendiente del horno (S) y la relación L/D. Datos: N=0,9 r.p.m. V= 40 m/hr. R=10%
γCaCO3 = 1,3 Kg./dm3.
Balance Térmico H.R. Q3
Q4 Q2 Q1 Q4
• • • •
Q1 = calor entregado al horno quemando combustible Q2 = calor utilizado en el calentamiento y la reacción química Q3 = calor que se llevan los gases por la chimenea Q4 = calor perdido por radiación y fugas en el horno
Q1 = Q2 + Q3 + Q4
Balance Térmico H.R. Q3
Q4
Q1 = Q2 + Q3 + Q4
Q2 Q1 Q4
• • • •
η = Q2 . 100 Q1
Q1 = calor entregado al horno quemando combustible Q2 = calor utilizado en el calentamiento y la reacción química Q3 = calor que se llevan los gases por la chimenea Q4 = calor perdido por radiación y distintas fugas en el horno
Balance Térmico H.R. Q1 = γcomb . q . Hinf.
• • •
γ comb = densidad del combustible. q = caudal horario del combustible. Hinf = poder calorífico inferior del combustible.
Q(te a tr) = calor necesario para llevar el material hasta la temperatura de reacción. Q(reac) = calor de reacción. Q(producto) = calor que absorbe el producto desde que se forma hasta que sale del horno. Q(gas) = calor que entrega (-) el gas desde el momento de la reacción hasta que sale por la chimenea.
Balance Térmico H.R. (ej: Producción de Cal)
Q2 = Qcaco3 + Qreac + Qcao + Qco2
• • • •
Qcaco3 = calor necesario para llevar la piedra caliza hasta la temperatura de reacción. Qreac. = calor de reacción CaCO3 à CaO + CO2 Qcao = calor que absorbe la cal desde que se forma hasta que sale del horno. Qco2 = calor que entrega (-) el dióxido de carbono desde el momento de la reacción hasta que sale por la chimenea.
γ comb = densidad del combustible. Hsup = poder calorífico superior del combustible. Qch = porcentaje del poder calorífico superior que se llevan los gases que salen por la chimenea.
•
K = coeficiente de radiación del horno.
Balance Térmico H.R. PROBLEMA 3 Calcular el calor horario entregado a un horno rotativo sabiendo que se consumen 1.000 litros / hora de combustible Hsup= 10.500 kcal/kg y Hinf= 10.000 kcal/kg. Determinar además el calor que se llevaron los gases que salen por la chimenea sabiendo que la temperatura de estos es de 450ºC y la composición CO= 0,5%, el exceso de aire= 12%, γcomb= 0,9 kg/l
Precalentador / Enfriador
Precalentador Los precalentadores se usan para calentar el material que va a entrar al horno rotativo, a efectos de lograr un mayor rendimiento térmico del proceso y economizar combustible. Se basan en aprovechar los gases calientes que salen del horno e intercambiar su calor en forma directa con el material ingresante al horno en grandes torres que cuentan con conductos y ciclones. El material ingresa al horno a temperaturas del orden de los 800°C.
Precalentador
Enfriador Los enfriadores son aparatos que mientras pasa el material por la parrilla, se sopla con ventiladores aire desde el exterior el que pasa a través del material y lo enfría. El material que sale del enfriador lo hace a temperaturas del orden de los 100°C. El aire de enfriamiento eleva su temperatura y es utilizado en precalentadores de material, molienda, quemadores, secado de materiales, etc.