Rechazó los combustibles derivados y alternativos para reducir el uso de combustibles fósiles en la producción de cemento

El papel de los combustibles derivados rechazados en los hornos modernos de cemento

Los combustibles derivados rechazados (RDF) y otros combustibles alternativos como neumáticos usados, residuos plásticos, biomasa y fracciones de residuos procesados se utilizan cada vez más para reemplazar los combustibles fósiles en hornos rotativos de cemento. Al sustituir por carbón, petróleo o gas natural, los combustibles derivados rechazados ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y permiten la recuperación de energía y, en algunos casos, de valiosos componentes minerales de los flujos de desecho. Para garantizar un funcionamiento estable en horno y una calidad consistente del clínker, estos combustibles secundarios deben cumplir con especificaciones de calidad claramente definidas. Esto hace que sean esenciales pruebas de laboratorio fiables, preparación estandarizada de muestras y flujos de trabajo analíticos reproducibles.

Muestreo representativo e homogeneización de combustibles alternativos

Los combustibles derivados rechazados y otros combustibles alternativos suelen ser voluminosos, heterogéneos y difíciles de manejar. Para obtener resultados analíticos significativos, las submuestras de laboratorio deben ser representativas de forma demostrable del lote original. Las mejores prácticas incluyen:

Toma de incrementos desde varios puntos del material a granel
Procesar una masa inicial de muestra suficientemente grande
Mezcla y división exhaustivas, por ejemplo usando un divisor rotatorio como el PT 200, para minimizar los efectos de segregación
Para parámetros críticos, los análisis duplicados o triplicados mejoran significativamente la confianza en los resultados y ayudan a evaluar la variabilidad material.

Divisor de tubo rotativo PT 200

Flujo de trabajo de preparación de muestras escalonadas para combustibles derivados rechazados

Un flujo de trabajo típico de preparación para combustibles derivados rechazados comienza con una reducción de tamaño grueso en un molino de corte (por ejemplo, SM 300) para producir una fracción fluida. Tras volver a mezclar y dividir, la submuestra analítica se fresa hasta la finura requerida utilizando un molino rotor como el Ultra Centrifugal Mill ZM 300. Cuando el rectificado por impacto es ventajoso, puede utilizarse un molino de batidor transversal (por ejemplo, SK 300).

Las cualidades de combustible entregadas pueden incluir RDF/SRF, relleno o EBS, madera de desecho, lodos de aguas residuales, descartes de papel y residuos agrícolas. Las principales fuentes de variabilidad incluyen el valor calorífico, el contenido de cenizas, el cloro, el azufre y los oligoelementos. Por tanto, una preparación eficaz debe garantizar tanto un tamaño de partícula definido como una homogeneización completa entre plásticos, textiles, papel, goma y fracciones minerales. Para lotes muy variables, a menudo es preferible moler primero hasta una finura intermedia (por ejemplo, 1–2 mm), luego volver a mezclar y partir de nuevo antes de completar el paso final de molienda.

Molinos de corte Molino ultracentrífugo ZM 300

Finura del objetivo y requisitos analíticos para combustibles derivados rechazados

La finura objetivo de los combustibles derivados rechazados siempre debe estar alineada con el método analítico:

La determinación del valor calorífico suele requerir solo una finura moderada
Los análisis de ceniza, LOI y elementales se benefician de un tamaño de partícula consistente y una división cuidadosa
El análisis XRF en pellets prensados suele requerir un molido más fino para minimizar los efectos del tamaño de las partículas y mejorar la comparabilidad

Dado que los combustibles alternativos también introducen componentes minerales en el sistema de hornos, los resultados analíticos son directamente relevantes para la estabilidad del proceso. El cloro puede favorecer la acumulación y los ciclos internos, mientras que el azufre y los álcalis influyen en la química del clínker y el control de emisiones. Los parámetros de preparación documentados y estandarizados —incluyendo esquemas de división, selección de molino y tamiz, velocidad del rotor y operación ciclónica— son esenciales para los datos reproducibles. Retener submuestras de referencia y ejecutar duplicados rutinariamente apoya el control de calidad a largo plazo y la cualificación fiable de combustibles derivados rechazados.

Consideraciones específicas de preparación por material

Residuos plásticos y combustibles derivados de neumáticos

Los combustibles derivados de neumáticos ricos en plástico, similares a película o derivados de neumáticos requieren un control cuidadoso de la temperatura durante el molimiento. El funcionamiento por ciclones favorece el enfriamiento y la descarga rápida, mientras que la fragilización por hielo seco puede evitar la difusión y permitir una reducción eficiente del tamaño. Una combinación de molinos de corte para la pre-trituración y el Ultra Centrifugal Mill ZM 300 para la molienda final es un enfoque probado para homogeneizar estos materiales. Dependiendo de las propiedades de la muestra (como bloques de plástico más grandes y compactos), el uso del rotor de 6 discos en la etapa previa al corte en lugar del rotor estándar de sección paralela podría ser beneficioso.

Combustibles secundarios

40 mm, 50 g

SM 50

3 min | 2 mm

100 mm, 600 g

SM 300

15 min | 6 mm

6 mm, 100 g

Pretrituración SM 300
Molienda fina ZM 300

45 s | 0,75 mm

15 mm, 300 g

Pretrituración SM 300
Molienda fina ZM 300

15 min | 0,3 µm

Biomasa y residuos de madera

Los combustibles alternativos basados en biomasa, como astillas de madera, corteza o madera de demolición, pueden homogeneizarse eficientemente cuando la muestra es representativa y preclasificada. Los contaminantes metálicos (por ejemplo, clavos, tornillos, grapas) deben eliminarse antes de la cominución para proteger las herramientas de corte y evitar sesgos analíticos. Los molinos de corte se utilizan típicamente para reducir el tamaño grueso, seguido de una homogeneización y molienda adicionales en el ZM 300 utilizando un tamiz adecuado. En cuanto a las muestras de plástico, dependiendo de las propiedades de la muestra (como ramitas más grandes o bloques de madera más compactos), el uso del rotor de 6 discos más robusto en el paso de pre-corte en lugar del rotor estándar de sección paralela podría ser beneficioso. Una alimentación constante y operación opcional por ciclón en ambos modos, pre-triturado y molido fino, ayudan a garantizar un procesamiento estable y reproducible.

Molinos de corte Molino ultracentrífugo ZM 300

Divisor de tubo rotativo PT 200

Papel usado y descartes de papel

El papel usado y los descartes de papel suelen mostrar una fuerte variabilidad en los rellenos, recubrimientos y contenido de humedad, lo que hace esencial una homogeneización exhaustiva. Los aserraderos de corte son muy adecuados para la fase inicial de trituración. Utilizar un rotor en V y pre-arrugar el material en porciones más pequeñas mejora la eficiencia del corte. Tras mezclar y dividir, la parte analítica puede molerse en el ZM 300 para cumplir con los requisitos de ceniza, análisis elemental o XRF.

Lodos de aguas residuales como combustible rechazado

Los lodos de aguas residuales suelen ser húmedos y propensos a la aglomeración, por lo que se requiere un paso definido de secado (por ejemplo, usando el TG 200) antes de que sea posible la homogeneización reproducible. Tras el secado, el material puede pre-conminirse en un molino de corte o trituradora de mandíbulas, y luego homogeneizarse completamente para minimizar los efectos locales de concentración de minerales formadores de ceniza y oligoelementos. Para una molienda fina y la máxima homogeneidad, se recomiendan molinos de bolas planetarios como el PM 400. Los parámetros de molienda deben alcanzar la finura requerida limitando la acumulación excesiva de calor. Un protocolo estandarizado de secado y molienda garantiza resultados analíticos comparables de este combustible derivado rechazado a lo largo del tiempo.

Molinos de bolas

Residuos de madera
125 mm, 800 g

Pretrituración SM 300
Molienda fina ZM 300

5 min | 0,3 mm

Biomasa
100 mm, 125 g

SM 300

2 min | 0,4 mm

Papel
50 mm, 7 g

SM 300

30 s | 0,6 mm

Lodos de depuradora deshidratados
30 mm, 40 g

PM 400

10 min | 0,2 mm

Rechazó los combustibles derivados como alternativa fiable a la energía fósil

Cuando se muestrean, preparan y analizan correctamente, los combustibles derivados rechazados y otros combustibles alternativos ofrecen una vía fiable y sostenible para reducir el consumo de combustibles fósiles en la fabricación de cemento. Los flujos de trabajo estandarizados de laboratorio, las estrategias robustas de homogeneización y las técnicas de preparación específicas de cada material son la base para un rendimiento consistente del horno, el cumplimiento normativo y la optimización a largo plazo del proceso.

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Molienda y homogeneización de materiales habituales

Herramientas para la preparación optimizada de muestras para el análisis XRF

Combustibles derivados y alternativos rechazados en la producción de cemento

Procesamiento y activación de SCMS

Tecnologías cementeras complementarias

Tamizado de materiales de cemento crudos u homogeneizados

FAQ

¿Qué son los combustibles derivados rechazados (RDF) y por qué se utilizan en hornos de cemento?

Los combustibles derivados rechazados (FDR) son fracciones de desecho procesadas que pueden utilizarse como combustibles alternativos en hornos rotatorios de cemento. Ayudan a sustituir combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural mientras recuperan energía de los flujos de residuos. Cuando se implementan especificaciones de calidad y pruebas, el RDF puede soportar menores emisiones de gases de efecto invernadero y una producción estable de clínker.

¿Cómo aseguráis un muestreo representativo y la homogeneización de los combustibles derivados rechazados?

Dado que los combustibles derivados rechazados suelen ser voluminosos y heterogéneos (plásticos, textiles, papel, caucho y fracciones minerales), las submuestras de laboratorio deben ser representativas para evitar resultados sesgados. La mejor práctica es tomar incrementos de varios puntos, procesar una masa inicial suficientemente grande y usar mezcla y división exhaustiva (por ejemplo, con un divisor rotatorio). Para parámetros críticos, los análisis duplicados o triplicados pueden mejorar la confianza y ayudar a cuantificar la variabilidad.

¿Qué tamaño de partícula (finura) se necesita para el análisis RDF y por qué importa?

La finura objetivo para combustibles derivados rechazados debe coincidir con el método analítico y el parámetro de interés. Las pruebas de valor calorífico pueden requerir solo una finura moderada, mientras que los análisis de ceniza, LOI y elementales se benefician de un tamaño de partícula consistente y una división cuidadosa. Para la XRF en pellets prensados, normalmente se requiere una molienda más fina para reducir los efectos del tamaño de las partículas y mejorar la comparabilidad