Propuesta para la mejora de la eficiencia térmica de una marmita a gas natural para calcinado de minerales no metálicos

Abstract

Este estudio presenta un análisis detallado sobre la evaluación de la eficiencia térmica en una marmita industrial, utilizada para el calcinado de minerales no metálicos, como parte del proceso de elaboración de materiales para el sector construcción. El equipo térmico a estudiar será evaluado como un horno hervidor ya que su función en el proceso es retirar humedad de la materia prima procesada para su posterior mezclado con otros materiales y garantizar su aplicabilidad de cara al usuario final. Estos son ampliamente utilizados en diferentes sectores industriales; se parte de la fabricación de equipos de manera empírica con algunas recomendaciones de expertos para garantizar su funcionamiento y otros equipos que son fabricados con un diseño fundamentado en modelos y conceptos de transferencia de calor. A menudo operan con mayores ineficiencias los equipos de fabricación empírica. El objetivo principal de esta investigación es evaluar y proponer la mejora porcentual de la eficiencia térmica del equipo, lo que permitirá reducir el consumo de combustible como fuente principal de adición de energía en el estudio realizado. El estudio se basa en mediciones de temperatura registradas en el proceso por medio de termocuplas ubicadas en el perímetro del equipo, el consumo de combustible, capacidad de producción del horno y lecturas de medición de composición de gases realizadas por el área de mantenimiento de cara a la responsabilidad ambiental. Se desarrolla un modelo termodinámico específico para este tipo de horno, que permite identificar en mayor medida las pérdidas de calor y las ineficiencias en el proceso térmico para el calcinado. Se proponen soluciones prácticas para mejorar la eficiencia, como el correcto aislamiento del horno y la implementación de recuperadores de calor. En conclusión, se proporciona información relevante y práctica para mejorar la eficiencia de estos sistemas en contextos donde su uso es común