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Um **pré-aquecedor de cimento** é utilizado principalmente para aquecer a mistura bruta de cimento. É a etapa inicial do processo que ocorre antes da calcinação no forno de cimento. O pré-aquecedor consiste em uma série de vasos acoplados à torre do forno. Ele utiliza o calor residual da planta para melhorar a eficiência térmica e reduzir o consumo de energia da planta, diminuindo assim os custos de produção.
Geralmente, existem quatro tipos diferentes de pré-aquecedores de cimento, dependendo da estrutura e do fluxo de processo de toda a fábrica de cimento:
Pré-aquecedor de Forno Longo Seco:
Este tipo de pré-aquecedor é comumente usado em plantas de fabricação mais antigas. O pré-aquecedor de forno longo seco possui uma única linha de produção longa e seca com as matérias-primas na forma de suspensão ou dispersa. Ele é usado principalmente para aquecer e secar as matérias-primas de cimento. A linha de produção é dividida em 4 a 6 seções, onde a temperatura aumenta gradualmente para 900 a 1.000 °C e desidrata o material. Após isso, ele é calcinado e forma-se clínquer rico em cal.
Pré-aquecedor de Degraus:
Os pré-aquecedores de degraus são referidos como o movimento em etapas das matérias-primas. Este tipo de pré-aquecedor é geralmente usado em fornos verticais ou de eixo. É eficiente em termos de energia e economiza tempo, pois o calor é transferido da fonte de combustível para os materiais rapidamente. Isso acontece basicamente porque as fases de material e gás são simultâneas. O pré-aquecedor de degraus possui diferentes etapas, juntamente com a alimentação e a descarga ocorrendo intermitentemente.
Pré-aquecedor por Gravidade:
Como o nome sugere, os pré-aquecedores por gravidade são baseados na gravidade ou no peso do material. As matérias-primas são alimentadas na parte superior dos pré-aquecedores por gravidade e, em seguida, caem pelo seu peso. É um tipo comum de pré-aquecedor encontrado em muitas fábricas de cimento. A temperatura do material aumenta devido aos gases quentes que fluem em direção ascendente, conduzindo assim o processo de aquecimento.
Pré-aquecedor de Leito Fluidizado:
O pré-aquecedor de leito fluidizado é diferente de outros tipos, pois as matérias-primas são suspensas no meio fluidizado. Normalmente, ar quente ou gás é usado para aquecer o material, o que resulta em uma distribuição uniforme de calor e transferência de calor mais rápida. Esses pré-aquecedores economizam energia de forma eficaz e também são rápidos no tempo de processamento. Eles também ajudam a reduzir o tempo necessário para a aquisição e, portanto, a capacidade de produção aumenta.
Os requisitos de manutenção do **pré-aquecedor de cimento** variam de acordo com o tipo de torre de pré-aquecimento instalada, seu projeto, material de construção e a frequência de operação do forno. No entanto, inspeções de rotina, limpeza e algumas conversas sobre reparos devem ser suficientes. Listados abaixo estão alguns requisitos de manutenção divididos em partes:
Estrutura principal da torre de pré-aquecimento:
Inspecione toda a estrutura da torre de pré-aquecimento. Se for feita de chapas de aço ou componentes estruturais, verifique se há sinais de danos, ferrugem, corrosão ou deformação. Use um instrumento de levantamento profissional, como o medidor de distância a laser ou nível, para verificar se a torre mudou na direção vertical ou horizontal. Efetue os reparos imediatamente se houver distorção ou danos graves na estrutura. Ressalgue quaisquer seções soltas da torre que possam vazar gás para dentro ou para fora.
Sistema de suspensão e suporte do pré-aquecedor:
Os componentes de suporte da torre de pré-aquecimento devem ser trocados periodicamente. A troca é baseada no tipo de torre de pré-aquecimento, material de construção e mecanismo de suporte. Os sistemas de suspensão, como cordas, correntes ou armações de aço, devem ser verificados quanto a afrouxamento, corrosão ou danos. Todas as conexões devem ser firmemente presas e quaisquer sinais de desgaste ou danos devem ser substituídos imediatamente.
Remoção e limpeza de poeira:
A torre de pré-aquecimento é a principal fonte de poeira da planta de produção de cimento e o acúmulo de poeira é inevitável. Acúmulos de poeira reduzem a eficiência do equipamento e aumentam a resistência ao fluxo de ar. Portanto, a poeira deve ser removida da torre. Além disso, realize operações de limpeza de acordo com as diretrizes de operação e monitore o nível de detritos.
Ventiladores e dutos de ar:
Inspecione os dutos de ar conectados ao ventilador de pré-aquecimento. Observe quaisquer sinais de vazamentos ou danos. Certifique-se de que as junções estejam devidamente presas e seladas para evitar vazamentos. Os ventiladores precisam de lubrificação de acordo com as especificações do fabricante. Além disso, os detritos devem ser limpos dos ventiladores para evitar ruídos e danos desnecessários. Além disso, verifique as condições de operação do ventilador e os controles automáticos para garantir que tudo está funcionando como deveria.
Além das dicas de manutenção acima, consulte as diretrizes do fabricante e realize inspeções periódicas para procurar assistência profissional para quaisquer reparos necessários. Sempre use equipamentos e ferramentas de segurança ao manusear qualquer elemento de pré-aquecimento da planta de cimento.
O pré-aquecedor de cimento é um componente versátil acoplado ao forno rotativo. Suas diferentes configurações se adaptam a várias configurações de plantas de cimento e possuem capacidades de funcionamento distintas. Os pontos a seguir discutem alguns cenários de uso dos pré-aquecedores de cimento:
Substituições de pré-aquecedores de suspensão antigos
O pré-aquecedor de cimento opera de forma eficiente, consome menos energia e tem baixos níveis de emissão de CO2 em comparação com outros pré-aquecedores. Por causa disso, ele é usado principalmente em plantas de cimento modernas. No caso de plantas de cimento que ainda usam pré-aquecedores de suspensão antigos, a mudança para novos aumentará a produção de cimento e reduzirá os custos operacionais da planta.
Plantas de cimento com baixa capacidade
Como o pré-aquecedor de cimento é uma opção econômica que ajuda a melhorar o desempenho dos fornos de cimento, ele é usado principalmente em pequenas plantas de cimento com capacidade inferior a 500 toneladas por dia.
Fornos duplos no mesmo local
Um pré-aquecedor de cimento é vantajoso para plantas de cimento com dois ou mais fornos situados na mesma vizinhança, pois um pré-aquecedor pode servir vários fornos. Isso reduz as despesas de investimento e simplifica o sistema.
A seleção do pré-aquecedor adequado dependerá de vários fatores, incluindo o tamanho da planta de cimento, os requisitos de capacidade, a disponibilidade de combustível, as características da alimentação, as regulamentações de emissões, a escolha do sistema de resfriamento, as restrições de orçamento e a opção de equipamento novo ou usado.
Tamanho e capacidade da planta de cimento
O tamanho da planta de cimento influenciará as dimensões e a capacidade do pré-aquecedor. Plantas maiores normalmente exigem pré-aquecedores maiores para lidar com o aumento do volume de produção de cimento.
Disponibilidade de combustível
O tipo de combustível usado no processo de produção de cimento pode impactar a escolha do pré-aquecedor. Diferentes pré-aquecedores são mais adequados para combustíveis específicos.
Características da alimentação
As características do material usado para produzir cimento também podem influenciar a escolha do pré-aquecedor. Por exemplo, certos pré-aquecedores podem ser mais eficientes no processamento de tipos específicos de matérias-primas.
Regulamentações de emissões
As plantas de cimento devem cumprir regulamentações rigorosas de emissões para minimizar o impacto ambiental. Essas regulamentações podem ditar a escolha do pré-aquecedor e seu projeto para garantir a coleta eficaz de poeira e a limpeza de gases.
Requisitos de produção de cimento
O tipo e a qualidade do cimento necessários para a produção também podem influenciar a escolha do pré-aquecedor. Alguns pré-aquecedores são mais adequados para o processamento de matérias-primas que produzem tipos específicos de cimento.
Compatibilidade do sistema de resfriamento
A escolha do refrigerador usado na planta de cimento também pode impactar a seleção do pré-aquecedor. Diferentes refrigeradores têm capacidades e projetos variados, e é essencial garantir a compatibilidade entre os sistemas de pré-aquecedor e refrigerador.
P1: Quantas etapas um pré-aquecedor típico possui?
A1: Um pré-aquecedor típico em uma planta de cimento moderna terá quatro ou cinco etapas. A primeira etapa é um eixo de pré-aquecimento vertical, enquanto as outras etapas utilizam ciclones dispostos um sobre o outro.
P2: De que são feitos os revestimentos do pré-aquecedor?
A2: Os revestimentos do pré-aquecedor são feitos principalmente de materiais refratários como fibra cerâmica, alta alumina, argila ou zircônio. Esses materiais podem resistir a altas temperaturas e forças abrasivas.
P3: Qual é o papel de um ventilador de tiragem induzida em um pré-aquecedor de cimento?
A3: O ventilador de tiragem induzida (ID) move o gás quente do forno através de todos os ciclones de pré-aquecimento, cementando o fluxo inverso em cada ciclone. O ventilador ID também suga o gás do filtro de saco para garantir que todo o sistema funcione sob a pressão negativa necessária.
P4: Qual é a função de um forno rotativo em uma planta de cimento?
A4: Um forno rotativo é o equipamento mais comum usado para produzir clínquer em uma planta de cimento. O forno rotativo aquecerá a matéria-prima a uma temperatura de cerca de 1450 ℃ para produzir clínquer de cimento.
P5: Qual é a função do refrigerador em uma planta de cimento?
A5: O refrigerador tem três funções principais. Primeiro, ele resfria o clínquer que sai do forno rotativo a uma temperatura muito alta. Segundo, ele conserva o calor e envia parte dele de volta ao pré-aquecedor. Esse processo de reciclagem de calor melhora a eficiência energética. Terceiro, o refrigerador esmaga e mói o clínquer. O refrigerador da planta de cimento funciona principalmente na separação por impacto e ar.
