Bogotá, julio de 2021
En cualquier proceso de combustión existen tres componentes fundamentales: oxígeno, combustible y material comburente. Sin embargo, para el caso de procesos productivos y especialmente para la fabricación de ladrillos y productos derivados de la arcilla, refractarios y no refractarios, es necesario realizar un análisis estequiométrico que permita identificar la cantidad necesaria de combustible (en este caso, carbón) y de oxígeno que se requiere para el procesamiento de una cantidad determinada de producto, haciéndolo más eficiente.
La determinación y análisis de la cantidad requerida de combustible, asociada a una unidad de producción, le permitirá a cualquier empresa ahorrar costos innecesarios asociados al consumo excesivo de combustible, además resultará en una importante reducción de los niveles de contaminantes atmosféricos asociados al uso y tipo de combustible, tales como material particulado y óxido de azufre.
En este sentido, el control de inyección de aire y combustible se convierte en una medida viable para la reducción de emisiones y ahorros de energía térmica. Por ello, desde el proyecto de “Implementación de Proyectos de Eficiencia Energética y Desarrollo Bajo en Carbono en Empresas del Sector Industrial”, ejecutado por Fondo Acción y la Corporación Ambiental Empresarial CAEM, seleccionó trece proyectos de reconversión que corresponde a la implementación de esta medida, específicamente de la tecnología tipo Stokers.
Modelo tecnológico
El stocker es un equipo de quema de combustible sólidos, utilizado principalmente para carbón mineral en horno de producción cerámica, el cual dosifica de forma mecánica el carbón a través de un tornillo sin fin que lo lleva directamente a la cámara de combustión del horno. De forma paralela, un ventilador centrífugo succiona aire del ambiente, le imprime y aumenta velocidad, para conducir dicho aire a través de un ducto independiente hacia la cámara de combustión. Mediante variadores de velocidad en los motores de ventilador y del sin fin se realiza el control de aire combustible que permite optimizar la combustión en el horno durante la quema.
A continuación, se enuncian las partes del sistema:
- Tolva: Alimenta el sistema y es cargada de manera temporal o permanente con el combustible (carbón), en esta tolva el carbón no es triturado ni homogeneizado.
- Tornillo sin fin: Permite el transporte del carbón desde la tolva de alimentación hasta la cámara de combustión. Este tornillo es accionado por medio de un motorreductor de baja velocidad y controlador por un variador.
- Ventilador: Este dispositivo succiona aire ambiente, le aumenta velocidad y presión y lo conduce a través de un ducto independiente hacia la cámara de combustión.
Con las implementaciones del proyecto se espera obtener ahorros energéticos de 3245 MWh/año, una reducción de 1120 tonCO2e/año y ahorros económicos de $ 81.000.000 al año.
Caso demostrativo
Actualmente de los trece proyectos previstos a implementarse en el sector alfarero de Ráquira, se instaló el primer equipo de dosificación en la empresa TABLETAS COLONIALES BUSTAMANTE en un horno baúl. Esta empresa se caracteriza por la fabricación de productos en cerámica a base de arcilla, los cuales se desarrollan a través de dos procesos artesanales de transformación que se configuran por: picado y laminado, remojo, molienda, moldeo, secado, raspado, maduramiento, sanaguado, secado, pulido, cocción, enfriamiento y deshorne. Posee un consumo promedio de 9 ton/mes de carbón y 150 kWh, donde el carbón representa el 95% de los costos energéticos, como se presenta en la siguiente gráfica:
El equipo instalado fue el entregado el 22 de julio de 2021, donde el proveedor implementador realiza el acompañamiento en la instalación y puesta en marcha.
A partir de están implementación se espera obtener un ahorro energético del 25%, equivalente a 36 ton de carbón mineral al año y se proyecta alcanzar una reducción de 84 Tonco2e/año. Así mismo una reducción del 50% en las pérdidas de producción, mejorar las condiciones ambientales para las personas que se dedican a la quema y reducir la emisiones fugitivas del horno.
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