Cómo aprovechar al máximo un secador rotatorio de sólidos a granel

Jul 13, 2023

Shane Le Capitaine, ingeniero de ventas de procesos, FEECO International | 12 de noviembre de 2021

Los secadores rotatorios se han convertido en una herramienta indispensable en el campo de los sólidos a granel, brindando a los productores control sobre el contenido de humedad en la materia prima, los materiales intermedios y los productos terminados. Estos sistemas de secado industrial se han convertido en la columna vertebral de muchas operaciones, desde el procesamiento del mineral en el proceso de beneficio hasta la comercialización de un producto fertilizante y mucho más.

Los secadores rotativos son altamente personalizables, lo que ofrece una oportunidad significativa para mejorar la eficiencia del secador y la calidad del producto al adaptar la unidad a su aplicación prevista, ya sea que la unidad sea nueva o ya esté en funcionamiento. Considere lo siguiente para aprovechar al máximo su secador de sólidos a granel.

Si bien los secadores rotativos son reconocidos como caballos de batalla industriales capaces de aceptar una variedad de materiales, las condiciones de la materia prima aún pueden tener un impacto importante en el rendimiento del secador y la calidad del producto que sale de la unidad. Por esta razón, los gerentes de planta deben evaluar cuidadosamente su materia prima en términos de uniformidad y contenido de humedad para garantizar el máximo rendimiento y calidad del producto.

Los secadores rotatorios suelen ser un enfoque preferido para secar sólidos a granel debido a su tolerancia a pequeños cambios en la materia prima e incluso en la velocidad de alimentación del material entrante. Sin embargo, los mejores resultados aún se logran manteniendo la materia prima lo más consistente posible: cuanto más uniforme sea el material que ingresa a la secadora, más uniforme será el material que sale de la secadora. Una materia prima no uniforme a menudo da como resultado un secado ineficiente, con algunos productos que se secan en exceso, mientras que otros productos se secan por debajo de lo normal.

Las características más importantes de la uniformidad cuando se secan sólidos a granel en un secador rotatorio son el contenido de humedad y la distribución del tamaño de las partículas. Por esta razón, algunas operaciones pueden beneficiarse del pretratamiento de sus materias primas para lograr un mayor nivel de uniformidad en estos dos aspectos. Esto podría incluir el presecado del material, un paso de reducción del tamaño de las partículas o incluso la incorporación de un paso de retromezclado en el que el producto seco se mezcla con la materia prima para reducir la desviación general en el contenido de humedad.

El hecho de que una secadora rotatoria pueda procesar un material no significa que pueda hacerlo de manera eficiente. En algunos casos, el contenido de humedad inicial de la materia prima puede no ser el ideal para la secadora, lo que podría provocar que el material se adhiera a la secadora y cause una serie de otros problemas.

En general, los materiales con un contenido de humedad superior al 30 % pueden requerir un paso de presecado para optimizar el material para un mejor procesamiento en el secador rotatorio. Nuevamente, esto podría significar la incorporación de un paso de retromezclado o la inclusión de secado natural, deshidratación u otros medios de reducción de humedad.

Los secadores rotativos de mejor rendimiento tienen una cosa en común: fueron diseñados en torno a los requisitos únicos de su aplicación específica. Esto requiere evaluar tanto las especificaciones del material (entrada y salida), como el entorno de procesamiento.

Varias características de los materiales y aspectos ambientales pueden influir en el rendimiento de la secadora. En cuanto a las características del material, cualidades como el calor específico del material, la densidad aparente, las propiedades de transferencia de calor y la composición química pueden influir en cómo se comportará el material en la secadora y, en consecuencia, cómo será necesario diseñar la secadora para que funcione con esos materiales. características. De manera similar, los factores ambientales como la temperatura del aire ambiente, la humedad y la elevación de la planta también pueden afectar potencialmente el diseño del secador.

Se pueden realizar varias modificaciones para optimizar el diseño del secador para que funcione mejor con el material y el entorno de procesamiento. Esto incluye:

Los vuelos, o elevadores de materiales, son uno de los aspectos más influyentes de una secadora rotativa en términos de rendimiento. Los empujadores están disponibles en una variedad de diseños: curva simple, curva doble, recta e incluso formaciones personalizadas.

El diseño de un tramo debe funcionar con las características del material para crear la "cortina" o cascada de material óptima a lo largo del diámetro interior del tambor, ya que esto promueve la máxima transferencia de calor.

Además del diseño de vuelo, el patrón de vuelo también se puede personalizar para promover una transferencia de calor óptima, ya sea a través de vuelos escalonados, incluyendo vuelos de avance (vuelos en espiral que ayudan a mover el material lejos de la entrada y hacia la zona de procesamiento) o incluso un falta de vuelos para una parte de la secadora (denominada sección calva).

En este secador se emplean paletas de avance (en espiral), junto con otros dos diseños de paletas, para maximizar la transferencia de calor entre el material y los productos de la combustión.

La adición de una cámara de combustión puede ofrecer varios beneficios en algunos entornos. Si bien el objetivo principal de una cámara de combustión es evitar que el material entre en contacto directo con la llama (preservando así la integridad del producto y reduciendo emisiones como las de CO), también puede mejorar la eficiencia. Esto se debe a que una cámara de combustión mejora la capacidad de controlar la temperatura del gas de proceso que ingresa al secador y también promueve un calentamiento más uniforme del material.

La falta de contacto con la llama generalmente solo se considera un beneficio para los materiales sensibles al calor, pero también puede reducir la cantidad de desgaste que experimenta un producto.

La eficiencia también mejora porque se puede incorporar aire de dilución en la reacción de combustión, lo que promueve una combustión más completa del combustible, al mismo tiempo que ofrece la oportunidad de utilizar el calor residual recuperado de otras partes de la planta.

Cámara de combustión (a la derecha) en un secador rotativo FEECO

El tamaño del tambor rotatorio es uno de los principales contribuyentes al costo total de una secadora rotatoria. Y mientras que en algunos casos el tamaño del tambor puede no ser negociable, en otros casos puede haber cierta flexibilidad. Siempre que sea posible, FEECO recomienda aumentar la velocidad del flujo de aire para permitir el uso de un tambor de menor tamaño. Al incorporar una cámara ciega de gran tamaño (campana de descarga), se mitiga el riesgo de arrastre asociado con una mayor velocidad del aire. Esto asegura que el costo de capital se minimice al no hacer que el tambor sea más grande de lo que debe ser.

Un sistema de controles es una herramienta poderosa para optimizar el rendimiento de la secadora. Un sistema de control bien diseñado puede brindarles a los operadores la capacidad de automatizar el proceso de encendido y apagado para minimizar las ineficiencias. También puede permitirles ajustar los parámetros durante el funcionamiento normal para afinar el proceso y lograr la máxima eficiencia. Algunos sistemas incluso pueden informar y generar tendencias de parámetros operativos clave para un análisis posterior sobre posibles ineficiencias, mantenimiento predictivo y resolución de problemas de procesos. Tanto las secadoras nuevas como las existentes pueden equiparse con un paquete de controles.

El sistema de descarga de gases no es lo primero que se le viene a la mente para mejorar el rendimiento de la secadora, pero puede tener un impacto. Considere tratar de maximizar el flujo de aire al diseñar los conductos y, por supuesto, un ventilador industrial para ayudar a extraer aire a través del sistema para crear una presión negativa dentro de la secadora.

Parte del proceso de personalizar una secadora para su aplicación específica es seleccionar una secadora que coincida con el nivel de trabajo requerido por el trabajo. Esto significa seleccionar los materiales de construcción adecuados, el uso de secciones de carcasa engrosadas cuando sea necesario, componentes de transmisión adecuados y, en general, asegurarse de que el tambor esté construido para resistir los rigores del trabajo.

Recortar costes en el diseño y la fabricación de tambores o utilizar un enfoque único para todos puede parecer una forma inteligente de ahorrar en costes de capital, pero es una forma segura de incurrir en tiempos de inactividad y costes de mantenimiento excesivos.

Ningún secador funcionará mejor si está desgastado, y algunos aspectos del mantenimiento no solo pueden afectar la eficiencia del proceso, sino también la calidad del producto.

Permitir que la condición de una secadora rotatoria se deteriore puede hacer que rápidamente se vuelva ineficiente. Los vuelos gastados o faltantes pueden reducir la eficiencia de la transferencia de calor; los sellos degradados o los puntos delgados en la carcasa pueden reducir la eficiencia y aumentar los costos de combustible (sin mencionar que pueden causar daños irreparables a la carcasa).

Por estas razones, seguir procedimientos de mantenimiento sencillos establecidos por el OEM, así como abordar de inmediato cualquier problema que surja, ayuda a mantener la calidad del producto y la eficiencia operativa general.

Ya sea que compre una secadora nueva u optimice una existente, el camino correcto no siempre es claro y, desafortunadamente, a menudo se ve empañado por una abrumadora cantidad de información contradictoria. En cualquier caso, hay opciones disponibles para evaluar las opciones disponibles y tomar la mejor decisión.

En una línea de producción existente, considere llamar a un experto para realizar una auditoría del equipo. Los datos recopilados pueden diferir según el proveedor de servicios y el objetivo de la auditoría, pero, en general, pueden arrojar luz sobre la estabilidad mecánica, solucionar problemas existentes e identificar oportunidades de mejora.

Un ingeniero de FEECO trabaja con personal en el sitio para inspeccionar una secadora rotativa

Al comprar una nueva secadora, los muchos factores que contribuyen a la eficiencia de la secadora rotativa y la calidad del producto pueden hacer que desarrollar el diseño correcto sea un desafío. Las pruebas en una instalación piloto pueden proporcionar una salida valiosa para establecer puntos de datos de proceso, criterios de materias primas y reducir el riesgo de comercialización al superar cualquier desafío específico del material.

Las pruebas revelan los parámetros del proceso necesarios para alcanzar el contenido de humedad de salida deseado y la calidad del producto, así como informar sobre las decisiones de tamaño del tambor y definir criterios como:

Las pruebas también ayudan a predecir los costos operativos según el uso de combustible del quemador y el manejo esperado de emisiones/gases de escape.

Centro de innovación FEECO con secador rotativo piloto

El diseño flexible de los secadores rotativos los hace ideales para una amplia gama de aplicaciones de secado de sólidos a granel. Al adaptar el diseño de la secadora a la aplicación prevista con personalizaciones como vuelos personalizados, un sistema de controles y más, además de mantener adecuadamente la secadora, los procesadores pueden aprovechar al máximo su secadora rotativa, maximizando el rendimiento, la eficiencia y la calidad del producto. .

Ya sea que compren una secadora nueva u optimicen una existente, los productores que buscan sacar el máximo provecho de su secadora pueden aprovechar las instalaciones de prueba y las auditorías de equipos para garantizar que su secadora se adapte de manera experta a su aplicación única.

Shane Le Capitaine es ingeniero de ventas de procesos en FEECO International, donde se especializa en secado de sólidos a granel, granulación de fertilizantes y aplicaciones de tambor rotatorio. Le Capitaine recibió una licenciatura en Ingeniería Química de la Universidad de Wisconsin-Madison y tiene más de 20 años de experiencia en su campo. Para obtener más información, llame al 800-373-9347 o visite feeco.com.

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