Diseño de un Tambor Rotatorio Fluidizado para la Producción de Nitrato de Potasio Granular

ROJAS, RODRIGO; BUCALÁ, VERÓNICA; PIÑA, JULIANA

Valle Hermoso, Córdoba, Argentina.

Congreso; RITeQ – I Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos.; 2008

PLAPIQUI, Universidad Nacional de Cordoba.

La granulación es un proceso muy utilizado en diferentes industrias, como las de fertilizantes, alimentarias, farmacéuticas y mineras, para conferir al producto propiedades atractivas. En particular, la granulación fundida o húmeda utiliza un ligante líquido que se agrega a material particulado para formar enlaces entre partículas o entre las gotas del ligante y los sólidos. Esto ocurre en un ambiente agitado que promueve la dispersión del líquido y el crecimiento y consolidación de los gránulos. La granulación puede llevarse a cabo en distintos equipos: de alto corte, de lecho fluidizado y tambores rotativos. Recientemente han surgido granuladores combinados, como los granuladores de tambor rotativo fluidizado (Fluidized Bed Granulators, FDGs). Estos últimos presentan las interesantes características de buen mezclado de masa y energía que ofrecen las unidades fluidizadas, pero además utilizan menores caudales de aire. Los FDGs representan un gran desafío para el modelado teórico.  El mayor problema reside particularmente en la representación del flujo de las partículas en el interior de la unidad. Los complejos movimientos realizados por los gránulos, los cuales son levantados por baffles longitudinales (llamados lifters, que rotan solidariamente al tambor del equipo), resbalan, ruedan, caen sobre una sección de fluidización y son vertidos en cascada sobre la zona de atomización del ligante fundido para finalmente regresar al lecho de partículas en el fondo de la unidad, son muy difíciles de describir matemáticamente. La mayoría del nitrato de potasio a nivel mundial proviene actualmente de los vastos depósitos de nitrato de sodio de los desiertos chilenos. Este fertilizante, de alto valor agronómico, se utiliza especialmente en cultivos de invernadero convencionales e hidropónicos. Corrientemente el nitrato de potasio granular se está produciendo en un FDG, sin embargo no existen modelos de esta unidad para ningún tipo de fertilizante. Con el propósito de mejorar la operación por prueba y error de este equipo (práctica común en la industria), se ha diseñado y modelado una unidad para una producción de nitrato de potasio de 27 TPH. La geometría del equipo, número de baffles, velocidad de rotación, caudal y temperatura del aire de fluidización han sido definidos luego de la resolución de balances de masa y energía rigurosos en las distintas zonas de movimiento de los sólidos. El modelo matemático desarrollado permite predecir el flujo de descarga de sólidos desde los lifters en función de la posición angular y los cambios térmicos ocurridos en las distintas secciones del equipo.