Calcia otimiza o processo de queima de clínquer com sistema para o forno

As principais tarefas dos analisadores de gases de processo na entrada dos fornos em fábricas de cimento são as seguintes:

• Medir a composição do gás de processo na parte rotativa do forno

• Controlar a proporção de excesso de ar (O₂) na entrada do forno

• Controlar a concentração de monóxido de carbono (CO) e a qualidade da combustão

• Monitorar as concentrações de NO e NO₂ para controle de emissões e da temperatura

• Monitorar compostos voláteis de enxofre (SO₂)

• Transmitir informações sobre as concentrações dos gases acima mencionados para o controle do queimador, ajuste da mistura de combustível e matéria-prima e controle do gás de processo.

Além dessas funcionalidades, outros clientes têm se beneficiado da capacidade do sistema de análise de fornecer informações sobre o ciclo interno do cloro por meio da medição da concentração de cloreto de hidrogênio (HCl) no forno, ajudando os operadores da fábrica a reduzir os problemas de obstrução causados pela alta volatilidade do cloro. Além disso, essas informações são úteis para limitar a vazão volumétrica do gás de bypass de cloro e, assim, manter baixas as emissões de HCl.

Realizar medições em ambientes adversos com concentrações de poeira de até 2.000 gramas por metro cúbico (g/m³) e temperaturas que chegam a 1.400 °C é um desafio; no entanto, a sonda de amostragem de gás de alta temperatura SCP3000, com sua sonda refrigerada a água e sua função de autolimpeza altamente eficaz, é uma solução confiável para a amostragem de gás na entrada do forno. Graças ao seu design especial e ao sistema de purga reversa de alta pressão, o entupimento da sonda é evitado, mesmo quando ela é utilizada em gases de forno com alto teor de poeira e que contêm grandes quantidades de compostos de cloro e enxofre. A entrada de gás otimizada e reforçada na sonda está instalada na diagonal oposta à vazão de gás, minimizando a entrada direta de poeira e partículas no sistema de amostragem. Isso protege o tubo da sonda, altamente resistente à corrosão e disponível em comprimentos de 2,5 a 4 metros, contra abrasão e entupimento.

A Endress+Hauser é um dos poucos fornecedores a oferecer soluções completas de sondas de extração de gás e analisadores. Além disso, ela possui a mais longa experiência com analisadores de gás na entrada de fornos de cimento, com base na tecnologia de medição “hot-wet”. Com o analisador de gás multicomponente MCS300P HW e seu fotômetro de infravermelho (IR) não dispersivo, os fabricantes de cimento podem medir até 6 componentes de gás ativos na faixa do infravermelho, além do oxigênio. Para aplicações na entrada de fornos, o sistema de análise é normalmente configurado para medir todos os componentes gasosos relacionados à combustão, tais como O₂, CO, CH₄ (se for utilizado gás natural), NO e CO₂, e parâmetros do processo, como SO₂, HCl e NH₃. Graças à tecnologia de medição "hot-wet", o trajeto do gás é totalmente aquecido desde a sonda de amostragem até o analisador de gás. Isso significa que os gases extraídos estão sempre acima do ponto de orvalho, reduzindo os riscos associados à condensação, como a corrosão ácida ou entupimento das tubulações. Como a amostra de gás não é resfriada, mesmo componentes solúveis em água, como NH₃, HCl e SO₂, podem ser medidos com uma única célula e sem a necessidade de tratamento do gás ou cálculos. Além disso, a tecnologia “hot-wet” da SICK não requer resfriadores de gás adicionais, filtros especiais para ácidos, coletores de água ou sistemas de dosagem de peróxido de hidrogênio para remover o SO₂ corrosivo do gás de processo. Isso reduz o trabalho de manutenção e o uso de consumíveis.

A combinação da sonda de amostragem de gás para altas temperaturas SCP3000 com o analisador de gás "hot-wet" multicomponente MCS300P torna possível enfrentar os desafios da medição de gases na entrada do forno em fábricas de cimento, independentemente das altas temperaturas dos gases, das elevadas cargas de poeira ou da presença de gases corrosivos, sem a necessidade de sistemas de condicionamento de amostras complexos e que exigem muita manutenção. Os recursos automatizados de autolimpeza e autoajuste do sistema de análise garantem alta disponibilidade e resultam em custos operacionais significativamente mais baixos do que os sistemas convencionais baseados na tecnologia de medição "cold-dry", nos quais a preparação da amostra de gás tende a ser muito complexa e de difícil manutenção. Como resultado, os custos operacionais da tecnologia de medição "hot-wet" podem ser até 40% menores do que os sistemas baseados na tecnologia de medição "cold-dry". O sistema foi otimizado para uso com combustíveis difíceis com alto teor de enxofre (por ex., coque de petróleo) e combustíveis alternativos (pneus, CDR, óleos, lascas de madeira, lixo hospitalar, etc.), tornando-o confiável mesmo quando utilizado em ambientes de medição altamente agressivos.

©Endress+Hauser

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No futuro, a Calcia planeja implementar a solução de Monitoramento das Condições da Endress+Hauser, um novo serviço digital que aumenta a disponibilidade do sistema de análise de gases de processo em entradas de fornos. O Monitoring Box é uma solução digital para monitoramento contínuo do status de equipamentos e de plantas, assim como da própria aplicação. Os dados essenciais dos equipamentos conectados são coletados pelo gateway, criptografados e enviados através da rede móvel, LAN ou Wi-Fi para um servidor em nuvem seguro, para processamento posterior.

A manutenção com base nas condições monitora todos os parâmetros essenciais que indicam a saúde de todo o sistema – incluindo o analisador de gases, o sistema de amostragem e todos os equipamentos auxiliares, como o sistema de resfriamento do tubo da sonda de extração de gases resfriado a água ou o controlador lógico programável.

Esses dados coletados podem ser visualizados e avaliados no aplicativo online Condition Monitoring. Alterações significativas no estado do equipamento são monitoradas, permitindo que a equipe de manutenção intervenha a tempo e garanta a disponibilidade do sistema. Assim, o serviço de Monitoramento de Condições melhora a disponibilidade e a confiabilidade dos equipamentos e ajuda a evitar avarias imprevistas e interrupções não planejadas. Opcionalmente, os equipamentos conectados também podem ser monitorados pela Endress+Hauser como parte de um contrato de serviço.

Essas informações permitem identificar problemas antes que eles ocorram. Para os operadores, isso se traduz em um ciclo de vida mais longo do sistema e um retorno mais rápido sobre o investimento. Além disso, essa solução permite que a Endress+Hauser otimize a manutenção e garanta a solução de problemas imediata, reduzindo custos com deslocamentos e horas de trabalho de técnicos de manutenção.

Essa economia é repassada diretamente ao fabricante de cimento. Verificações remotas minuciosas também melhoram a qualidade dos dados provenientes dos sistemas de análise. Essas melhorias aumentam a eficiência geral da manutenção e podem prolongar o ciclo de vida das máquinas.

Graças ao bom relacionamento entre a SICK e a Calcia, bem como muitos outros membros do Grupo Heidelberg Materials em todo o mundo, a fábrica de Couvrot foi equipada com o sistema de análise de gases de processo SCPS3300 na entrada de fornos, composto por uma sonda de extração de gás SCP3000 e um analisador de gás "hot-wet" extrativo multicomponente MCS300P, a solução mais adequada para esta aplicação de medição essencial e exigente. As unidades de Beaucaire e Airvault também instalaram esta solução.