Diseño de un molino de bolas con capacidad de 12 TM/h de molienda de carbón antracita, para mejorar la operación de la caldera TSX-G de lecho fluidizado de la empresa Trupal S.A

Abstract

El presente estudio, se realizó para diseñar un molino de bolas para la molienda del carbón antracita para mejorar el rendimiento de operación del caldero acuotubular TSX-G de lecho fluidizado de la empresa Trupal S.A. En el capítulo primero se presenta la necesidad urgente de contar con un molino de bolas, justificando por el lado medioambiental y económico; asimismo, se cita la teoría necesaria para el diseño de este equipo. Se plantearon los obj etivos específicos de modo que el diseño del molino de bolas se realice de manera ordenada, para cubrir la necesidad de molienda de 12 toneladas por hora. El flujo de actividades para lograr el objetivo que persigue esta tesis, se plasmó en un diagrama de flujo en el segundo capítulo, seguido de la identificación de las variables independientes y dependientes y como se operacionalizan. En el tercer capítulo, se determinó el rendimiento de la caldera acuotubular mediante balances másico y energético, haciendo uso de la información recopilada de los molinos existentes y de los parámetros de funcionamiento de la caldera. El rendimiento de la caldera puede aumentar, mediante el incremento del área de transferencia de calor, esto es, disminuyendo el tamaño del carbón. Se diseñó un molino de bolas de acero ASTM A36, con un diámetro interior de 1000mm y una longitud de 1000 mm, con la finalidad de llevar el tamaño del carbón de 75mm hasta 0.1mm. Se calculó los diámetros de bolas y sus masas que en conjunto con la velocidad de operación se logre el pulverizado óptimo del carbón antracita de alimentación a la caldera. Se dimensionó y seleccionó un motor con su respectivo reductor de velocidad, con una potencia y velocidad de rotación según el proveedor. El sistema de transmisión, compuesto de cadena de 4 torones que redujo la velocidad del reductor hasta las revoluciones necesarias para la operación del molino. Se diseñó el eje transmitido, obteniendo un factor de seguridad aceptable, para lo cual fue necesario seleccionar un tubo SCH120. Se calculó el VAN obteniendo 1,296,259.14 US$ U$$, con un TIR de 976.11%. En los capítulos finales, se compararon los resultados obtenidos en esta tesis con los de otros autores. Se concluyó finalmente que el molino de bolas, presenta una mejora económica. Las recomendaciones, referencias, planos y anexos se encuentran en las últimas páginas de este documento.