Caldera de carbón pulverizado

Un molino de bolas es un pulverizador de baja velocidad que consta de un cilindro giratorio horizontal, de hasta tres diámetros de longitud, que contiene una carga de bolas, guijarros o varillas de acero que giran o caen en cascada.

Un molino tubular es un cilindro giratorio de hasta cinco diámetros de longitud que se utiliza para la pulverización fina de mineral , roca y otros materiales similares; el material, mezclado con agua, se introduce en la cámara por un extremo y sale por el otro extremo en forma de lodo .

Ambos tipos de molinos incluyen revestimientos que protegen la estructura cilíndrica del desgaste. Por lo tanto, las principales piezas de desgaste en estos molinos son las bolas y los revestimientos. Las bolas se desgastan con el uso y deben reponerse, mientras que los revestimientos deben reemplazarse periódicamente.

Las trituradoras de bolas y tubos son máquinas de baja velocidad que muelen el carbón con bolas de acero dentro de un cilindro horizontal giratorio. Debido a su forma, se les llama molinos de tubos, y debido al uso de bolas para la trituración, se les llama molinos de bolas, o bien, ambos términos se denominan molinos de bolas y tubos.

Estos molinos también se designan como un tamaño de ejemplo, BBD-4772:

• B – Broyer (Nombre del inventor).
• B – Boulet (palabra francesa que significa bolas).
• D – Disparo directo.
• 47 – Diámetro de la concha (en decímetros), es decir, 4,7  m de diámetro.
• 72 – Longitud de la concha (en decímetros), es decir, 7,2  m de longitud.

La molienda en el molino de bolas y tubos se produce por la rotación de las bolas de acero, cuyo movimiento ascendente y descendente se debe a la rotación de los tubos. La carga de bolas puede ocupar entre un tercio y la mitad del volumen interno total de la carcasa. Una característica importante de los molinos BBD es su funcionamiento en ambos extremos, cada uno conectado a una elevación de la caldera. Este sistema facilita la entrada de carbón crudo y la salida de combustible pulverizado por el mismo extremo simultáneamente, lo que contribuye a reducir el número de instalaciones por unidad.

Al igual que el molino de anillos y bolas, el molino de rodillos de husillo vertical utiliza grandes rodillos para triturar el carbón. También se clasifica como de velocidad media. Estos molinos se encuentran habitualmente en centrales eléctricas. El carbón crudo se alimenta por gravedad a través de una tubería central hasta la mesa de molienda, donde fluye hacia afuera por acción centrífuga y se muele entre los rodillos y la mesa. El aire primario caliente para el secado y transporte del carbón entra en la cámara de aire situada debajo de la mesa de molienda y fluye hacia arriba a través de un anillo de remolino con múltiples boquillas inclinadas que rodean la mesa. El aire se mezcla con el carbón y lo seca en la zona de molienda, transportando las partículas de carbón pulverizado hacia arriba hasta un clasificador.

El carbón finamente pulverizado sale de la sección de salida a través de múltiples tuberías de descarga que conducen a los quemadores, mientras que las partículas de carbón de mayor tamaño se rechazan y se devuelven a la zona de molienda para su posterior trituración. La pirita y las impurezas densas caen a través del anillo de boquillas y son removidas, mediante cuchillas rascadoras fijadas a la mesa de molienda, hacia la cámara de pirita para su eliminación. Mecánicamente, el molino de rodillos vertical se clasifica como un molino de fuerza aplicada. Hay tres conjuntos de ruedas de rodillos de molienda en la sección de molienda, que están montados sobre un bastidor de carga mediante un punto de pivote. El rodillo de eje fijo en cada conjunto de ruedas de rodillos gira sobre una mesa de molienda segmentada que está soportada y accionada por un reductor de engranajes planetarios acoplado directamente a un motor. La fuerza de molienda para la pulverización del carbón se aplica mediante un bastidor de carga. Este bastidor está conectado mediante varillas de tensión verticales a tres cilindros hidráulicos fijados a la base del molino. Todas las fuerzas utilizadas en el proceso de pulverización se transmiten a la base a través del reductor de engranajes y los elementos de carga. El movimiento pendular de las ruedas de los rodillos proporciona libertad para que estas se muevan en dirección radial, lo que evita que se produzcan cargas radiales contra la carcasa del molino durante el proceso de pulverización.

Según la finura del carbón requerida, existen dos tipos de clasificadores que se pueden seleccionar para un molino de rodillos vertical. El clasificador dinámico, que consta de un conjunto de paletas de entrada angulares fijas que rodean un conjunto de paletas giratorias o jaula, es capaz de producir carbón pulverizado micrométricamente fino con una distribución estrecha del tamaño de partícula. Además, ajustando la velocidad de la jaula giratoria se puede modificar fácilmente la intensidad del campo de fuerza centrífuga en la zona de clasificación para lograr un control de la finura del carbón en tiempo real y adaptarse de inmediato a un cambio en las condiciones de carga del combustible o de la caldera. Para aplicaciones donde no se requiere carbón pulverizado micrométricamente fino, el clasificador estático, que consta de un cono equipado con paletas ajustables, es una opción de menor costo ya que no contiene partes móviles. Con una capacidad de molienda adecuada, un molino vertical equipado con un clasificador estático es capaz de producir una finura de carbón de hasta el 99,5 % o superior (<50 mallas) y del 80 % o superior (<200 mallas), mientras que uno equipado con un clasificador dinámico produce niveles de finura de carbón del 100 % (<100 mallas) y del 95 % (<200 mallas), o mejores.

En 1954 se desarrolló un pulverizador de chorro que funciona como un pulverizador vertical, solo que el objeto se pulveriza mediante la acción del aire a alta velocidad. Por ejemplo, forzando carbón contra carbón. ^{[ 2 ]}

Al igual que el molino de rodillos vertical, el molino de tazón también utiliza neumáticos para triturar el carbón. Existen dos tipos: un molino de tazón profundo y un molino de tazón poco profundo.

El molino de atrición es un dispositivo de alta velocidad para reducir mecánicamente el tamaño de partículas sólidas mediante agitación intensa de una suspensión del material a moler y medios de molienda gruesos. Por ejemplo, en 10 horas de molienda, se obtuvieron superficies específicas de 40 y 25 m²/g para alúmina y barita, correspondientes a diámetros esféricos equivalentes de 38 y 56 nm, respectivamente. Las tasas de reducción de tamaño para partículas relativamente gruesas fueron de primer orden y aumentaron linealmente con la potencia de entrada al molino. La concentración óptima del medio de molienda correspondió a partículas medianas que se desplazaban una distancia de aproximadamente 0,7 veces su diámetro antes de colisionar con otra partícula similar. Las características de potencia del molino de atrición fueron esencialmente las mismas que las de un mezclador de turbina de flujo radial. El flujo laminar se interrumpió a N Re ≈ 200, mientras que el flujo turbulento se estableció a N Re > 8000. Las suspensiones de polvos finos exhibieron la misma dependencia lineal de la densidad promedio de potencia que los líquidos monofásicos. Sin embargo, se observó una dependencia diferente con partículas grandes.

Existen dos métodos para la eliminación de cenizas en el fondo del horno:

• caldera de fondo seco
• Caldera de fondo húmedo , también llamada grifo de escoria

Las cenizas volantes son arrastradas junto con los gases de combustión y se separan de ellos en varias tolvas a lo largo de su recorrido, y finalmente en un precipitador electrostático o un filtro de mangas.