Propostes d'estalvi energètic en el procés de calcinació del guix

Abstract

El següent treball tracta sobre l’estalvi energètic en el procés de calcinació del guix. El principal objectiu és comprovar si, amb la incorporació d’un by-pass en el procés de calcinació, existeix estalvi energètic i avaluar aquest estalvi. L’objectiu secundari és comprovar si aquesta modificació del procés té alguna afectació al procés de fabricació de plaques, activitat principal de l’empresa del cas d’estudi, i a la qualitat del producte. El guix és un mineral format per sulfat de calci dihidratat (CaSO4·2H2O). En estat natural, el guix conté un 79,1% de sulfat de calci anhídrid i un 20,9% d’aigua. Acostuma a aparèixer com a material d’alta puresa però sovint conté impureses: argiles, carbonats, anhidrita... Aquesta última està formada únicament per sulfat de calci. A part de l’obtenció de guix per extracció en jaciments, també se’n pot obtenir com a subproducte de certs processos industrials. En algunes indústries no s’utilitza el guix com a tal, sinó la seva forma hemihidratada, anomenada escaiola (CaSO4·1/2H2O), que s’obté a partir del procés de calcinació del guix. El procés de calcinació del guix és un procés tèrmic on es consumeix molta energia en forma de calor, és per això que s’intenta buscar millores per augmentar l’estalvi energètic. Aquest procés, a grans trets, consisteix en eliminar part de l’aigua de cristal·lització de la pedra de guix per aconseguir un producte, l’escaiola, amb unes altres propietats més adients per a la fabricació, en aquest cas, de plaques de guix laminades. En l’apartat del cas d’estudi s’explica el procés de calcinació de l’empresa Knauf. A partir de les dades cedides s’ha realitzat un estudi de les condicions d’ operació de la planta de calcinació amb la forma estàndard d’operació per tal de poder-les comparar amb el funcionament de la planta amb by-pass (derivació del 2% de guix cru que no entra al forn i que s’introdueix directament al refredador juntament amb l’escaiola produïda al forn). Amb el funcionament estàndard de la planta s’han calculat les temperatures mitjanes anuals, els fluxos d’alimentació dels principals equips de la planta, el molí i el forn, així com el seu consum de gas. A més a més, s’ha calculat el consum calorífic mig per kg de guix cuit al forn a partir de les dades de producció anuals. Per tal de poder avaluar la proposta d’estalvi energètic, el by-pass, s’han dut a terme diferents proves: en el laboratori, per comprovar la qualitat del producte obtingut a partir de les anàlisis de l’escaiola, a la línia de producció de plaques per comprovar la qualitat de les plaques i si cal alguna modificació de les receptes, i a la planta de calcinació on s’ha comprovat el contingut de l’aigua de cristal·lització amb els dos tipus de funcionament. Per poder realitzar aquestes proves i comparar-les amb el funcionament normal, es van enregistrar dades durant 48 hores amb la planta operant amb els dos tipus de funcionament. Amb el by-pass en funcionament, l’escaiola produïda s’endureix més ràpidament, fet que s’ha vist reflectit a la línia de producció on ha calgut la modificació d’alguna de les receptes. A més, a la planta de calcinació s’ha comprovat que part del guix cru que es deriva pel by-pass es calcina en el refredador. En quant a l’estalvi energètic, amb el by-pass en funcionament s’aconsegueix fins a un 2% d’estalvi energètic en el forn. Aquest estalvi energètic suposa un estalvi econòmic anual de 16.194,18 €/any. Amb aquest estalvi econòmic, el retorn de la inversió feta s’aconsegueix en menys d’un any. Finalment, després de realitzar l’estudi sobre la proposta d’estalvi energètic en el procés de calcinació del guix, es pot concloure que aquesta proposta és una bona millora per reduir consum energètic i per tant, econòmic de la planta de calcinació del cas d’estudi