En el ámbito de la desulfuración de gases de combustión (FGD) en las centrales eléctricas de carbón, el Proceso de desulfuración de gases de combustión (FGD) en húmedo con piedra caliza y yeso es la tecnología más consolidada y más utilizada para controlar las emisiones de SO₂ en todo el mundo, con más de 90% de las centrales térmicas de China que utilizan este proceso. Al ser el principal agente de desulfuración, la calidad de la preparación del polvo de piedra caliza influye directamente en la eficiencia de la desulfuración. El molino de rodillos vertical (VRM), gracias a sus ventajas únicas de alta eficiencia, ahorro energético y protección del medio ambiente, se está convirtiendo en la opción predominante para el procesamiento del polvo de piedra caliza destinado a la desulfuración. Este artículo ofrece un análisis exhaustivo del esquema del proceso, la selección de equipos y las principales ventajas del uso de los VRM para el procesamiento de la piedra caliza destinada a la desulfuración.

1. ¿Por qué es necesario el tratamiento VRM para la piedra caliza destinada a la desulfuración?

El tamaño de las partículas del polvo de piedra caliza tiene un impacto decisivo sobre la eficiencia de la desulfuración. Cuanto más fino es el tamaño de las partículas, mayor es la superficie específica y más favorable resulta para la absorción de SO₂. Actualmente, se suele exigir que el polvo de piedra caliza para desulfuración tenga una finura de 95% con granulometría de 250 mesh o superior; 90% con granulometría de 325 mesh. El polvo de piedra caliza molido a 325 mesh ofrece un rendimiento de desulfuración aún mejor.

En China existen tres métodos principales para la preparación de polvo de piedra caliza para la desulfuración: seco laminador de tubos triturado, molino de bolas en húmedo esmerilado y esmerilado en seco de VRM. Los molinos de bolas tradicionales presentan un elevado consumo energético, un alto nivel de ruido y grandes necesidades de espacio. Por el contrario, el VRM utiliza el principio de “molienda en lecho interparticular” e integra trituración, secado, molienda, clasificación y transporte en una sola unidad, lo que permite un funcionamiento continuo e intensivo.

En los últimos años, ante la creciente demanda de polvo de piedra caliza más fino y la necesidad de ahorrar energía y reducir las emisiones, cada vez son más las centrales eléctricas que están adoptando los VRM para el procesamiento de la piedra caliza destinada a la desulfuración. En la actualidad, la tecnología de fabricación de molinos VRM en China ha mejorado significativamente, y su fiabilidad ha quedado demostrada en repetidas ocasiones en la preparación de la harina cruda de cemento, la molienda de polvo fino en la industria de los minerales no metálicos y la preparación de carbón pulverizado en centrales eléctricas y acerías.

2. Principales ventajas del tratamiento de la piedra caliza para la desulfuración mediante un VRM

2.1 Ahorro energético significativo

El VRM utiliza el principio de molienda en lecho interparticular, lo que reduce el consumo de energía en 30%–40% en comparación con los molinos de bolas tradicionales. El consumo energético del sistema de molienda es de 20%–30% inferior que la de un molino de bolas, y el ahorro se hace aún más notable a medida que aumenta el contenido de humedad de la materia prima. Las unidades VRM de gran tamaño (por ejemplo, la HLM3400) pueden alcanzar una capacidad por unidad de 100-120 t/h. Los costes de funcionamiento de los VRM son menores, con un ahorro energético de más de 25% en comparación con los molinos de bolas, y el plazo de amortización de la inversión suele ser en un plazo de seis meses.

2.2 Flujo de trabajo simplificado

El VRM cuenta con un clasificador integrado, lo que elimina la necesidad de un clasificador externo y simplifica el proceso. Desde la materia prima hasta el producto acabado, el sistema consta únicamente de cuatro componentes principales: equipos de alimentación, sistema de suministro de gas caliente, molino de rodillos vertical y equipos de recogida de producto.

2.3 Ocupación reducida

El sistema VRM ocupa más de 30% menos superficie útil que un sistema de molino de bolas, lo que reduce los costes de obra civil y se adapta a los requisitos de diseño compacto de las centrales eléctricas modernas.

2.4 Tamaño uniforme de las partículas

El polvo de piedra caliza producido por una máquina VRM tiene tamaño uniforme de las partículas, lo cual resulta beneficioso para las reacciones químicas de desulfuración posteriores. En el caso de la molienda de polvos más finos, el VRM no se ve afectado por los efectos electrostáticos que pueden provocar una molienda excesiva.

2.5 Gran capacidad de secado

El VRM puede procesar directamente materiales con un contenido de humedad de hasta 15%. Si se utiliza el vapor de la central eléctrica como fuente de calor, se puede reducir aún más la contaminación derivada del carbón y reducir los costes de explotación.

3. Flujo detallado del proceso de tratamiento de la piedra caliza para la desulfuración mediante un VRM

El proceso completo se puede dividir en cuatro etapas principales: preparación de la materia prima, operación de trituración, clasificación y recogida, y almacenamiento y transporte del producto acabado.

Fase 1: Preparación de la materia prima

La piedra caliza para la desulfuración suele llegar a la planta en forma de trozos, con un tamaño de partícula que, por lo general, menos de 20 mm. La materia prima se somete primero a una trituración primaria; si los trozos son demasiado grandes, se utiliza una trituradora de mandíbulas o una trituradora de impacto para la trituración gruesa y media.

La piedra caliza triturada se almacena en un silo específico para piedra triturada (碎石仓) provisto de una válvula en la parte inferior y de una báscula de cinta electrónica ajustable que controla el caudal de alimentación. La báscula de cinta descarga una cantidad determinada de piedra caliza según las necesidades del sistema. Después de eliminación del hierro, el material se introduce en el VRM mediante un elevador de cangilones y un alimentador giratorio con función de esclusa de aire.

Esta fase también incluye ensayos de la materia prima, lo que requiere el análisis de la caliza Contenido de CaO, composición de las impurezas y humedad para garantizar una calidad constante.

Fase 2: Operación de trituración (fase principal)

Tras entrar en el VRM, el material es impulsado por la mesa de trituración giratoria hacia el espacio entre los rodillos trituradores y la mesa. Bajo la presión del sistema hidráulico, los rodillos ejercen compresión, cizallamiento y trituración ejerce fuerzas sobre el material, lo que permite una reducción eficaz del tamaño. El material se desplaza desde el centro hacia el borde de la mesa a medida que esta gira, siendo triturado por los rodillos.

Al mismo tiempo, el aire caliente procedente de un generador de gas caliente entra por la parte inferior del molino, creando una corriente de aire que circula por el interior y que, por un lado, se seca el material y facilita su transporte. El aire caliente se genera mediante un generador de gas caliente específico, que puede funcionar con carbón o con fuelóleo, en función de las condiciones de la central. Algunas centrales eléctricas utilizan directamente intercambiadores de calor de vapor, aprovechando al máximo los recursos de vapor de la central.

En el caso de la piedra caliza, un mineral no metálico de dureza media, el VRM ofrece una alta eficiencia de molienda, un bajo consumo específico de energía y control preciso del tamaño de las partículas.

Fase 3: Clasificación y recogida

El material triturado es transportado por la corriente de aire hasta el clasificador de alta eficiencia para su separación. El clasificador controla el grado de finura final ajustando la velocidad de su rotor. Por lo general, se requiere polvo de piedra caliza para la desulfuración que cumpla con la especificación 95% (con un tamaño de partícula de 250 mesh o superior) o con la especificación 90% (con un tamaño de partícula de 325 mesh o superior).

Las partículas gruesas que no cumplen el requisito de finura se devuelven a la mesa de molienda para volver a molerlas, formando un circuito cerrado lo que garantiza una distribución uniforme del tamaño de las partículas y una alta reactividad del producto final. El polvo fino seleccionado se transporta con la corriente de aire hasta un filtro de mangas de alta eficiencia, donde se recoge mediante presión negativa para la separación gas-sólido. La eficiencia de recogida puede alcanzar 99.99%, logrando unas emisiones de polvo prácticamente nulas.

Fase 4: Almacenamiento y transporte del producto terminado

El polvo de piedra caliza recogido se transporta mediante un transportador de tornillo o un sistema de transporte neumático hasta los silos de producto acabado para su almacenamiento. Los silos están equipados con dispositivos de descarga en la parte inferior. En función de las necesidades del sistema de desulfuración, el polvo de piedra caliza se dosifica y se transporta al sistema de preparación de la lechada.

El polvo de piedra caliza se mezcla con agua para formar una suspensión de piedra caliza, que a continuación se pulveriza en la torre de desulfuración de gases de combustión (FGD) para que reaccione químicamente con el SO₂ presente en los gases de combustión, produciendo yeso y logrando así la desulfuración.

4. Guía para la selección de equipos

4.1 Modelos de VRM recomendados

El molino vertical HLM está diseñado específicamente para moler piedra caliza destinada a la desulfuración, y destaca por bajo consumo energético, bajo desgaste y funcionamiento estable. El molino vertical ultrafino HLMX utiliza un clasificador de combinación dinámica-estática, lo que permite ajustar la finura del producto dentro del rango de Malla 325–2500 (5–40 μm) .

4.2 Factores clave de selección

La selección propiamente dicha debería tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Requisitos de capacidad: Para producciones continuas a gran escala de más de 20 t/h, se recomienda el VRM.
• Características de la materia prima: Para una humedad ≤5%, es necesario utilizar un soporte de secado.
• Requisito de finura: El proceso de desulfuración de gases de combustión (FGD) en húmedo requiere garantizar de forma prioritaria que ≥90% pase por una malla de 325.
• Condiciones del emplazamiento: El VRM requiere un sistema de gas caliente y un gran colector de polvo, con un requisito de altura del edificio de ≥15 m.

En el caso de las centrales eléctricas con un rendimiento anual superior a 100 000 toneladas, la ventaja del VRM en cuanto al consumo específico de energía por tonelada puede amortizar la diferencia de inversión inicial en un plazo de seis meses.

5. Protección del medio ambiente y control inteligente

Todo el sistema está equipado con un plataforma de control automatizado que supervisa en tiempo real parámetros como la presión de molienda, el caudal de aire, la temperatura y la corriente, lo que garantiza un funcionamiento estable y energéticamente eficiente. El equipo también ofrece ventajas como un mantenimiento sencillo y un tamaño reducido.

En lo que respecta a la protección del medio ambiente, el sistema funciona según totalmente cerrado y con presión negativa condiciones y está equipada con un filtro de mangas con chorro pulsante de alta eficiencia, lo que permite reducir las emisiones de polvo prácticamente a cero.

El tratamiento de la piedra caliza para la desulfuración mediante un molino de rodillos vertical es una solución tecnológica avanzada que integra molienda de alta eficiencia, ahorro energético, clasificación precisa y funcionamiento respetuoso con el medio ambiente. Desde la preparación de la materia prima hasta el transporte del producto acabado, el sistema VRM cumple los estrictos requisitos de las grandes instalaciones industriales, como las centrales eléctricas y las acerías, en cuanto a la finura, la reactividad y el rendimiento del agente desulfurante, gracias a un flujo de proceso científico y continuo. Tanto si se trata de nuevos proyectos de desulfuración como de la modernización de procesos existentes, la tecnología de procesamiento VRM merece ser tenida muy en cuenta.