Diseño e implementación de un sistema de enfriamiento de gases provenientes de un horno de calcinación para Empresa Consultora Engineering Workshop.

Abstract

El presente proyecto plantea el diseño e implementación de un sistema integrado de enfriamiento para los gases calientes antes de su paso por las mangas colectoras, resguardando así el funcionamiento de estas últimas. Para ello, primero se diseñó un intercambiador de calor que enfría el gas por medio de agua, hasta 150°C de manera de no dañar las mangas colectoras y dejar un rango de seguridad de 50°C. En base a estos resultados, se procede con el diseño de una torre de enfriamiento para enfriar el agua previamente utilizada hasta la temperatura de ingreso al intercambiador de calor, de forma que sea posible recircular esta corriente de agua. Seguidamente, se cierra el ciclo integrando en ambos equipos por medio de un sistema de tuberías y bombas. Finalmente, se implementa los diseños y se evalúa el desempeño de los mismos en base a comparación de los resultados esperados y logrados. Tras la experimentación correspondiente se llegó a un diseño de intercambiador de calor en forma de una caja de sección trasversal (0.8x0.8) m2 con terminación de pirámide truncada que, en su interior tiene 15 tubos de cobre de 12 pasos cada uno, acomodados de forma perpendicular al eje longitudinal de la caja y separados por bafles direccionadores. El flujo de agua total alimentado es de 6.66 kg/s que logra un enfriamiento promedio de 148°C. El agua utilizada para el enfriamiento abandona el equipo de intercambio de calor a 48°C en promedio y atraviesa la torre de enfriamiento para salir de la misma a un promedio de 8°C para recircular al sistema. El diseño de la torre de enfriamiento contempla una torre de tiro mecánico con relleno tipo splash [21] de 1 m de altura y 6.6 kg/s de flujo de aire. El fluido de refrigeración, agua, circula en el sistema por medio de tubería de acero de 4in esquema 40 impulsada por dos bombas de 2 HP y 3 HP. Se realizaron pruebas sobre el funcionamiento de los equipos en un proceso regular de calcinado y los resultados de la implementación fueron satisfactorios. Como se menciona en el párrafo anterior, las temperaturas objetivo fueron alcanzadas y los tiempos extensos de duración de la prueba demuestran la estabilidad del sistema.