Diseño, fabricación y montaje de una torre de acondicionamiento de gases a fin de reducir la contaminación ambiental de una fábrica de cemento

Abstract

El presente informe se realizó sobre la base del proyecto integral realizado para la fábrica de Cemento Andino S.A., cuyo objetivo principal fue el de disminuir la contaminación ambiental producido por la emisión de polvo de harina cruda del horno No. III de su planta. La fábrica de Cemento Andino S.A. se encuentra ubicada en el distrito de Condorcocha, Provincia de Tarma, Departamento de Junín a 3,850 metros sobre el nivel del mar. Cuenta, para la producción de Clínker, con tres hornos rotativos siendo el No. 3 el más moderno y de mayor producción (aproximadamente el 65% del total) y el cual fue puesto en operación el año 1,969. El Clínker es un producto intermedio, que resulta de llevar la mezcla de calizas, arcilla y óxidos de hierro, hasta la temperatura de 1,450ºC (temperatura de sinterización), a través de un horno rotativo. Este Clínker luego es mezclado y molido con 5% de yeso, dando por resultado el cemento por todos conocido. La mezcla mencionada finamente molida-, llamada "harina cruda", es alimentada en la parte superior de la torre de Intercambiadores de calor. Estos intercambiadores de calor constan por lo general de 4 ó 5 etapas de Ciclones, los cuales teóricamente deberían separar los gases de la harina cruda, luego de la transferencia de calor. Pero sabemos que los ciclones no tienen una alta eficiencia por lo que parte del polvo es arrastrado por el ventilador exhaustor. Un esquema de este proceso lo podemos ver en el gráfico 1.1. Luego de salir de la Torre de intercambiadores los gases, con alto contenido de polvo de harina cruda, son guiados hasta los Separadores Electrostáticos o Electrofiltros, donde por medio de altos voltajes (50,000 Voltios aprox.) se ionizan positivamente las partículas de polvo, para luego ser atraídas por una placa colectoras de signo negativo. Este polvo de harina cruda recuperada tiene un valor agregado, ya que ha sido extraído de las canteras, transportado, molido, etc., por lo que su recuperación era también muy importante para la economía de la Empresa. A la salida de los Electrofiltros se debería tener gases "limpios", es decir con muy poca cantidad de polvo de harina cruda. Pero por experiencia en el uso de estos equipos se ha visto que trabajan en forma eficiente cuando los gases ingresan a una temperatura de 1 00ºC aproximadamente, caso que no se daba en nuestra planta por lo que se describe a continuación. El Horno III ha sufrido varias modificaciones desde su puesta en operación. Las principales fueron: ampliación total con · adición de un nuevo intercambiador (1987 /88) y nuevo Electro filtro; reemplazo del petróleo Diesel como combustible por carbón (1989/90) e implementación de un nuevo precalcinador (1991/92). Todas estas modificaciones fueron para aumentar la producción y dar más estabilidad al proceso de producción de clínker. Luego de las modificaciones mencionadas, se encontró que las temperaturas de salida de los gases del horno eran muy altas, alrededor de 300º C. Esto ocasionaba que los Electrofiltros no trabajaran en forma eficiente, muchas veces ni trabajaban, dando por resultado la gran cantidad de polvo de harina cruda que salía por las chimeneas de este Horno III. La situación fue dramática por el año 1995, llegando incluso a que los pueblos y comunidades aledañas a la fábrica iniciaran, hasta cierto punto sin un fundamento técnico-jurídico, un juicio a la empresa por la contaminación y daño a la ecología causadas por la emisión del polvo de harina cruda del Horno III principalmente, ya que éste es de mayor producción de la fábrica. Lo mencionado líneas arriba, de la falta de fundamento en el juicio iniciado, es porque la legislación peruana no contempla específicamente la cantidad máxima de emisión de polvo que estaría permitida a una fábrica de cemento. Aunque no era obligación para la empresa se empezó con el estudio y posterior desarrollo del mencionado proyecto.