Modelamiento Matemático y Simulación de un Reactor Rotatorio Industrial para la Producción de Clinker

• Jesús D. Coral ^[1] ; Izabela Dobrosz Gómez ; Miguel-Ángel Gómez
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Información tecnológica, ISSN-e 0718-0764, ISSN 0716-8756, Vol. 25, Nº. 5, 2014, págs. 79-88
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Mathematical Modeling and Simulation of an Industrial Rotary Reactor for Clinker Production
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se propone un modelo matemático para simular un reactor rotatorio industrial para la producción de cemento en bruto (clinker). El modelo unidimensional incluye la variación del movimiento de los sólidos a lo largo del reactor, los balances de conservación de materia y energía para las fases sólida y gaseosa y un modelo para estimar el consumo de combustible. Se aplicó el método del disparo para la solución iterativa del modelo propuesto. Se determinaron los perfiles de concentración de reactivos y productos, y de temperatura, en la fase sólida y gaseosa, con desviaciones inferiores al 7%. Adicionalmente, fue posible cuantificar el fenómeno de inversión térmica que ocurre cuando el material fundido se enfría después del máximo de temperatura. Basado en los resultados, se concluye que el modelo propuesto constituye una herramienta útil para el análisis del desempeño del reactor rotatorio.

  • English

    This paper summarizes the results on the modeling and simulation of an industrial rotatory kiln for clinker production. The proposed one-dimensional model includes several sub-models for simulating the variation of the bed height in the kiln, the reactive mass and energy balances in the solid and gas phases and the coal combustion. The shooting method was chosen for iteratively solving the coupled models. The model predictions of both reactant and products concentrations and gas and solid phase temperatures are in good agreement with the industrial data within deviations lower than 7%. Additionally, it was possible to quantify the thermal inversion phenomena, which occurs when the melt gets colder after having passed the peak temperature. Based on the results, it can be concluded that the proposed model is a useful tool for analyzing the performance of the rotatory kiln.