Estudio de caso: Los secadores de lecho fluidizado Bioset de Schwing mejoran el proceso de potasa y ayudan a reducir la degradación del producto

Informe de aplicación de Schwing Bioset 18, Allan, Saskatchewan

Escrito por Larry Trjoak, Trojak Communications
La versión también se publicó en la revista Powder & Bulk Engineering, septiembre de 2013

Llevar con éxito cualquier producto a su destino final a menudo tiene que ver con la protección del producto. No ofrecer la protección adecuada y una empresa o proveedor corre el riesgo de que ese producto sufra daños y pierda valor. Para la mayoría, un sistema de envasado eficaz alivia esas preocupaciones. Para otros, los transportistas de maíz o granos, por ejemplo, la naturaleza proporciona algo de su propio empaque. Sin embargo, algunos productos deben enviarse a granel (por ejemplo, en vagón de tren) y no disfrutan del lujo de esta protección natural. En esos casos, deben prepararse de tal manera que se aseguren de que permanezcan intactos durante todo el proceso de envío. La potasa (cloruro de potasio, KCI), un mineral y uno de los componentes principales de los fertilizantes comerciales, es uno de esos productos. Si no se trata después de la extracción y el procesamiento, la potasa granulada se descompondría durante el envío hasta el punto de perder eficacia o causar problemas en sus aplicaciones objetivo. Para evitar esto, muchos de los principales productores de potasa, incluida Potash Corporation of Saskatchewan (PCS), exponen el producto granulado a una neblina de agua al final de la producción (llamado "acondicionamiento") y luego lo secan rápidamente, lo que esencialmente crea un "cementado". capa alrededor de cada gránulo de potasa, en lo que se denomina un paso de "glaseado". El resultado final de esta operación de acristalamiento es una mejor resistencia a la degradación, un producto de mayor calidad y, por extensión, un cliente más satisfecho. Si bien varios métodos de secado diferentes han logrado esos objetivos de manera efectiva, PCS informa que su planta Allan, SK, al combinar concentraciones más altas de agua con el uso de secadores de lecho fluidizado de Schwing Bioset (Somerset, WI), ha reducido significativamente las tasas de degradación del material. .

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Si bien los propietarios de viviendas en América del Norte aplican regularmente fertilizantes a sus céspedes cada año, pocos se dan cuenta de que la potasa, uno de los componentes clave de ese producto, probablemente proviene de la provincia canadiense de Saskatchewan (SK). De hecho, más de 80% de la potasa mundial proviene de esta rica fuente y el PCS basado en SK es uno de los mayores proveedores de ese mercado. El proceso de llevarlo desde su origen (media milla por debajo de la superficie de la Tierra, o más profundo) hasta un producto terminado es complejo, e involucra minería, trituración, desgrasado, flotación, desnatado y secado inicial. Sin embargo, llevarlo desde ese punto hasta uno en el que esté listo para su envío es igualmente desafiante, según Trent MacDonald, ingeniero de procesos en la planta de PCS en Allan. “Una vez que el material extraído ha pasado por el proceso de producción primario, ingresa al circuito de compactación, " él dice. “Allí, lo sometemos a fuerzas de trituración de 3000 psi, creando un material similar a una briqueta, que luego descomponemos en un producto granular en un proceso llamado descascarillado. Después de eso, el material granular se envía a un tornillo de acristalamiento donde se rocía con agua. Debido a que la temperatura del producto es de aproximadamente 160 ° C en ese punto, el agua esencialmente se evapora, endureciendo el exterior de cada gránulo y protegiéndolo durante el envío ".

 

Tocando el tambor para la productividad

Si bien esa acción de evaporación del agua elimina gran parte del agua de cada gránulo, todavía queda algo de humedad, y eso puede ser problemático desde varias perspectivas diferentes. Un producto más húmedo, aunque más frío, tiende a pegarse. Para eliminar aún más la humedad, se lleva a cabo un proceso de secado secundario. Los métodos mediante los cuales se secan los gránulos de potasa varían, pero generalmente incluyen unidades de tambor rotatorio o secadores de lecho fluidizado. MacDonald y su equipo en PCS Allan han experimentado ambos y prefieren el enfoque de lecho fluidizado.

“Veo una verdadera desventaja en el uso de un tambor”, dice. “Imagínese que está tratando de secar su ropa y la rocía inmediatamente antes de que entre en la secadora. Tienden a pegarse al exterior del tambor de la máquina, lo que realmente ralentiza el proceso de secado. Lo mismo ocurre con los gránulos de potasa, con la desventaja añadida de que también tienden a solidificarse formando una gran masa. En un secador de lecho fluido, por otro lado, el producto está virtualmente suspendido todo el tiempo que se mueve a través de la unidad. Hay mucho mejor movimiento de aire alrededor de cada gránulo y menos probabilidad de que los gránulos se peguen ".

Añade que ha visto el impacto (literalmente) que ha tenido el uso de secadores de tambor rotativo mientras visitaba otras divisiones de PCS. Las marcas de martillo en los lados de los tambores proporcionan una prueba visible de que el material se pega a los lados y tiene que ser golpeado.

“He estado en operaciones basadas en secadores de tambor en las que han estado sacando enormes trozos de potasa en carretilla cada hora, material que debe enviarse de regreso para su reprocesamiento. Nosotros, por otro lado, generalmente tenemos aproximadamente ½ carretilla de dicho producto cada 12 horas. No es difícil ver que la eficiencia de nuestros procesos es mucho mejor ". Combinando esta eficiencia de proceso con la mayor eficiencia térmica general de una operación de secador de lecho fluidizado, es evidente que el sistema de secado Schwing Bioset es un claro ganador para PCS.

 

La situación es fluida

Aunque las ventajas son obvias, actualmente, solo las divisiones Allan y Lanigan de PCS usan secadores de lecho fluido (ambos de Schwing Bioset) y se están realizando cambios con respecto a maximizar la efectividad de cada unidad.

"Estamos trabajando con Lanigan para ver cómo ajustar la cantidad de agua que agregan, las temperaturas a las que hacen funcionar su secadora, etc.", dice MacDonald. “La temperatura [del aire] de funcionamiento de nuestro secador es de 240 ° a 250 ° C. Ejecutan el suyo a 190 ° a 200 ° C. Alimentamos la secadora a aproximadamente 120 toneladas métricas por hora (MTPH), mientras que pueden hacerlo un poco mejor a 140 MTPH ".

Sin embargo, a lo largo del camino, MacDonald y su equipo en Allan han obtenido información clave que les ha ayudado a evitar problemas posteriores que han afectado a muchos otros. Eso incluye mantener las temperaturas en la salida de escape de la secadora, el punto en el que el aire de fluidización se elimina de la unidad y se envía a una cámara de filtros para eliminar las partículas arrastradas, a aproximadamente 120 ° C.

“Hemos descubierto que bajar por debajo de los 100 ° C tiende a dejar el aire demasiado húmedo, creando problemas para la cámara de filtros. Mantener ese umbral de temperatura optimiza el rendimiento de la cámara de filtros al evitar cualquier problema de presión diferencial que pueda resultar del apelmazamiento del material [en el medio filtrante] cuando ingresa. Por lo tanto, agregamos más agua en nuestro paso de acristalamiento, pero tenemos cuidado de compensar y evitar esos problemas de la casa de bolsas ".

MacDonald agrega que han tenido una excelente relación de trabajo con Schwing Bioset, una ventaja a la hora de solicitar algunas modificaciones a la secadora instalada en su planta. “La empresa en su conjunto, y Joe Scholl, su gerente de producto para este mercado, han sido excelentes para respaldar nuestro esfuerzo, resolviendo de manera rápida y efectiva cualquier problema que hayamos tenido. Inicialmente, la entrada de este secador de lecho fluido en particular se diseñó para una temperatura del aire de 250 ° C. Pero, pedimos que se moviera hasta 350 ° C, nuevamente porque agregamos más agua pero aún necesitamos mantener esa temperatura del aire de salida de 120 ° C. Trabajaron con nosotros para que eso sucediera y el resultado ha sido muy sólido para nosotros ”.

 

Compartiendo la riqueza

Como se mencionó, la razón para volver a mojar y glasear el producto es reducir la tasa de desgaste, la cantidad de producto que se daña desde el momento en que sale de la planta hasta que llega a su destino. La mayoría de los usuarios finales ...

 

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