CICLO DOS VOLÁTEIS

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Para um grande número de fornos, os índices normais para os diversos elementos são:

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As fórmulas utilizadas para o cálculo dos diversos índices são:

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Dados necessários para os cálculos:

- Pesar, fisicamente, o pó de retorno do filtro eletrostático.Utilizar para os cálculos Kg do pó por 100 Kg de clinquer

- Análises dos seguintes materiais:

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Como os cálculos são todos feitos na base de Kg de álcalis ou SO3 ou cloretos por 100 Kg de clinquer, são usados as seguintes equações para se achar os valores que serão atribuídos as letras.

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Exemplo prático aleatório:

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Cálculo dos valores que serão atribuídos as letras:

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Cálculo dos índices:

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Interpretação dos resultados:

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- Índice de Evaporação: considerado de normal a alto.

- Índice de Circulação: considerado baixo.

- Componente Residual do Clinquer: considerado baixo.

- Válvulas dos Ciclones e Filtro: deram resultados altos, o que é lógico, em função dos resultados baixos de K e R.

- Os resultados mostram que grande parte do S é expulso do sistema na forma de SO2 e sai pela chaminé. Isto só pode ser explicado por um baixo excesso de ar no forno, caso contrário, todo S seria oxidado na forma de SO3 e colaria na torre de ciclones. Neste caso hipotético, até entradas de ar falso na torre oxidaria o S na forma de SO3.

- Clinquer: em conseqüência da grande expulsão do S na forma de SO2, que é arrastado pelos gases, resulta um baixo teor de SO3 no clinquer, sendo sua relação SO3 / álcalis de 0,55. O normal seria uma relação de 1,00. ( no item 1.4 vamos ver a forma de calcular a relação molar enxofre / álcalis )

- O baixo aproveitamento de S na forma de SO3 pode trazer alguns inconvenientes, como por exemplo:

- Os álcalis incorporados ao clinquer, não estão sob a forma de sulfatos, mas sim combinados nas moléculas de C2S e C3S, diminuindo as resistências do cimento.

- A alta concentração de SO2 na chaminé pode trazer problemas ambientais.

- Conclui-se então que para aumentar o componente residual de SO3 no clinquer teria-se que aumentar o excesso de ar no forno. Isto traria o inconveniente de formação de colagens na torre. Resta então, aprofundar os conhecimentos geológicos da Mina, para encontrar calcário com menor concentração de SO3, visto que combustíveis de menor concentração de S são normalmente mais caros. O limite teórico neste caso seria de 0,50 % de SO3 na farinha.

- Notamos ainda que o índice de evaporação do sódio foi igual ao do potássio, quando o normal seria o sódio ter um índice de evaporação bem menor. Trata-se de uma infelicidade no exemplo escolhido.

Numa fábrica com problemas no balanço químico enxofre / álcalis deve-se determinar o ciclo dos voláteis logo após uma grande parada, onde tenha sido removido todas as incrustações da torre e anéis do forno e, a seguir, pelo menos uma vez por semana. Comparando os resultados semanais com o realizado logo após uma grande parada, quando se tinha certeza que não havia nenhum excesso, os técnicos da fábrica poderão identificar a origem dos problemas e adotar medidas de correção.

1.4 Relação molar enxofre / álcalis

Teoricamente, para que os índices de circulação, evaporação e componente residual fossem normais, seria necessário que os álcalis e SO3 entrassem no forno proporcionados, dando equilíbrio estequiométrico. Para se verificar este equilíbrio, calcula-se a relação SO3 / álcalis, que chamaremos de Rm nos seguintes pontos:

- A = clinquer que sai do forno

- Fr = farinha de alimentação da torre de ciclones

- F = soma de SO3 do combustível e farinha / álcalis da farinha

- M = material que entra no forno ( saída do ciclone mais inferior )

Fórmula de cálculo:

M SO3

Rm = [pic 23]

M K2O + 0,5 M Na2O

Sendo: M do SO3 = 1 / 80 . 100 = 1,25

M do K2O = 1 / 94,2 . 100 = 1,06

M do Na2O = 0,5 . ( 1 / 62,2 . 100 ) = 0,81

Portanto:

1,25 . SO3

Rm = [pic 24]

1,06 . K2O + 0,81 . Na2O

Naturalmente, para que haja equilíbrio químico entre os componentes acima, o resultado da equação teria que ser = 1,00.

Exemplo prático:

Para calcular o SO3 combinado com álcalis nas diversas partes do sistema, vamos utilizar o mesmo exemplo prático do ciclo dos voláteis, do item anterior.

1,25 . 0,47