Secado a alta temperatura energéticamente eficiente
El calor como valor añadido
Redacción Interempresas14/11/2022
Las temperaturas altas infunden respeto. Y no es para menos, ya que cuando ascienden a valores de tres dígitos, exceden con creces lo que cualquier ser vivo podría soportar. Sin embargo, para muchas industrias son imprescindibles y desempeñan un papel fundamental en varios procesos como la calcinación, la pirólisis y la gasificación. Antes se utilizaban para ello hornos rotatorios u hornos de secado, pero actualmente las empresas apuestan cada vez más por procesos dinámicos con secadores de contacto horizontales o verticales. Martin Specht, area sales manager de BHS-Sonthofen, explica cuáles son las ventajas que esto ofrece para los procesos termoquímicos y termofísicos.
Las cosas se están poniendo literalmente muy calientes en muchas áreas de la industria, desde el tratamiento de minerales hasta la producción de biogás. ¿Por qué son tan importantes los procesos a altas temperaturas?
A altas temperaturas se puede, por ejemplo, generar valiosos gases como importante recurso energético o separar distintos materiales entre sí. También en el reciclaje de baterías o en la pirólisis de biomasa están muy demandados los procesos al altas temperaturas por las ventajas que conllevan en términos de calidad del producto, eficiencia energética y reducción de emisiones.
La gasificación, el craqueo térmico o la calcinación son todos ellos procesos termofísicos o termoquímicos. ¿Puede explicarnos con más detalle estas tecnologías y sus ventajas?
En la calcinación, las materias primas como los minerales o los metales se modifican mediante un tratamiento térmico. En el caso de los minerales con diferentes contenidos de hidratos, el proceso permite separar el agua ligada físicamente. Durante este proceso se produce una volatilización en forma de gases y vapor de agua. La gasificación, en cambio, produce gases combustibles a partir de fuentes de energía que contienen carbono, como la madera, haciendo reaccionar los sólidos con agentes de gasificación como el oxígeno, el hidrógeno o el vapor de agua. Antes de la gasificación propiamente dicha, hay varios pasos de secado y descomposición...
Martin Specht, area sales manager de BHS-Sonthofen Process Technology GmbH & Co. KG, experto en tecnologías de mezcla y secado.
…¿en los que también se necesitan altas temperaturas?
Exacto. Los procesos que he descrito se llevan a cabo en diversos equipos técnicos como hornos de calcinación, hornos rotatorios u hornos de secado. Todos ellos tienen en común su elevado gasto energético, que además va ligado a menudo a una menor calidad del producto. Ahora bien, en los procesos a altas temperaturas es fundamental la temperatura de cada partícula, dado que las diferencias de temperatura pueden dar lugar a más productos defectuosos. El proceso dinámico de secado de contacto contrarresta este efecto. Permite un tratamiento más eficaz de las tortas de filtración, los lodos o los materiales a granel y se puede integrar en distintas cadenas de procesos. Esto es así porque, a diferencia de los hornos tradicionales de alta temperatura, los secadores de contacto mueven los materiales, por lo que se consiguen resultados especialmente homogéneos. Para ello se combinan el calentamiento y la mezcla durante todo el proceso.
Así que la mezcla continua mejora la calidad del material. ¿Cómo consiguen exactamente los secadores de contacto estos resultados?
Los secadores de contacto mezclan continuamente los materiales durante todo el tiempo que dura el proceso, desplazando constantemente nuevas partículas por el elemento calefactor. De este modo, la superficie de calentamiento permanece ocupada todo el tiempo y el calor se transfiere mejor al producto. Además, la mezcla evita que haya temperaturas demasiado altas o demasiado bajas en algunos puntos. Todos los parámetros, como la temperatura y la velocidad de mezcla, se pueden controlar de forma precisa en todo momento, lo que es muy importante para la calidad del producto. Al mismo tiempo, la mezcla homogénea permite aumentar considerablemente la eficiencia, tanto en términos de ahorro de energía como en lo que respecta a una mejora cualitativa de los productos que supera a otros métodos de secado alternativos.
Foto 1: Secador horizontal de BHS para calcinación con calentamiento eléctrico Para la calcinación de minerales se utiliza el secador horizontal de BHS.
¿Qué soluciones ofrece BHS-Sonthofen en el ámbito del secado de contacto?
Nuestros reactores y secadores de alta temperatura admiten temperaturas de calentamiento de hasta 650 grados. BHS fabrica las máquinas basándose en cálculos fundados, utilizando aceros especiales de altas temperaturas capaces también de soportar cargas elevadas de forma duradera. En comparación, los secadores tradicionales alcanzan temperaturas de varios miles de grados, pero consumen mucha energía. Los hornos rotativos necesitan gas natural para calentarse. El producto está girando constantemente, por lo que el consumo de energía es muy elevado. El secado de contacto, por otro lado, garantiza un excelente rendimiento de secado a temperaturas de trabajo mucho más bajas, lo que permite ahorrar recursos y reducir los costes de producción.
Además de una mayor eficiencia energética, las empresas demandan procesos cada vez más flexibles. ¿Cómo satisface BHS esta demanda?
Los secadores de contacto verticales u horizontales de calentamiento indirecto pueden ser utilizados por las empresas tanto para el funcionamiento continuo como por lotes. Muchas veces incluso es posible combinar en una sola máquina varios pasos como la mezcla, la evaporación y la reacción. El proceso de secado dinámico también permite saltarse otros procesos de trituración posteriores, puesto que el producto ya sale del secador con la forma deseada.
Foto 2: Secador horizontal de BHS para aplicaciones de pirólisis. El secador horizontal de BHS permite manipular materiales pegajosos y viscosos en aplicaciones de pirólisis.
Al principio mencionó procesos básicos como la calcinación, la gasificación o la pirólisis. ¿Han demostrado ser eficaces para estas aplicaciones los secadores de contacto de BHS?
Desde luego. Por ejemplo, para un proceso de calcinación hemos adaptado para un cliente un secador horizontal continuo de forma que permita una mayor transferencia de calor y una alimentación exacta de material. Las esclusas especiales de alta temperatura para los flujos de entrada y salida aseguran un funcionamiento eficaz a altas temperaturas. El polvo se elimina de los vapores mediantes filtros de gas caliente. Desde que se puso en marcha, el secador ha estado funcionando con un rendimiento de más de una tonelada por hora. Nuestros sistemas también han demostrado ser muy eficaces para la gasificación: en el caso de un cliente, los secadores horizontales de BHS le ayudan a convertir los residuos orgánicos en gases reciclados. El objetivo era producir gases especiales de alto rendimiento en ausencia de oxígeno, y a una temperatura constante y homogénea. Para ello se utilizó un secador horizontal equipado con una camisa de calefacción eléctrica capaz de soportar temperaturas de hasta 600 grados. Una clara ventaja de este sistema dinámico es que permite procesar materiales pegajosos y viscosos sin limitar la homogenización del producto y la transferencia de calor.
Foto 3: Test Center. En su centro de pruebas, BHS-Sonthofen ofrece a sus clientes completas instalaciones para realizar pruebas.
Además de los altos precios de la energía y de la presión constante para aumentar la eficiencia, a muchas empresas también les preocupa la seguridad de los trabajadores. ¿Qué aportan los secadores de BHS en este sentido?
Nuestras máquinas se entregan como sistemas completamente cerrados y aislados, por lo que ofrecen dos ventajas decisivas: reducen al mínimo la pérdida de calor y facilitan enormemente el manejo. A diferencia de los hornos de alta temperatura, en el secador de contacto el producto no está en contacto con el medio ambiente. Por lo tanto, los operarios no están expuestos a las emisiones. Además, el llenado y el vaciado también son automáticos, por lo que tampoco se necesita personal. Y, al mismo tiempo, nuestros sistemas aseguran que el producto no se vierta en el medio ambiente.
