Carbonizacion para producir carbon activado apartir de cascara de coco

ETAPA DE CARBONIZACION

Horno de carbonización tipo retorta

1. Detalles Técnicos:

Definición: Es un horno cerrado y cilíndrico (horizontal), usado para pirolizar materiales orgánicos en atmósferas controladas.

Configuración:

• Tipo horizontal rotatorio, con sistema de carga y descarga automática.
• Fabricado en acero refractario con aislamiento térmico.

1. Tipo de flama

Indirecta: El material se calienta mediante contacto con una pared que transfiere calor desde una cámara externa. Es conveniente para la carbonización porque evita ignición accidental y mejora el control del proceso.

Conclusión: Usar calentamiento por flama indirecta, con control automático de temperatura.

3. Fuente de calor: Aire caliente, vapor o gas

• Gas natural es lo más común y eficiente.

Conclusión: Usar gas natural como fuente de calor, con calentamiento indirecto.

4. Temperatura de operación

Rango óptimo:  600 °C para buena carbonización sin dañar la estructura.

5. Diseño de un Proceso CONTINUO

Para 100 toneladas por día, se recomienda sistema continuo, ya que:

• Mayor eficiencia térmica
• Menor mano de obra
• Mejor aprovechamiento del combustible

5.1 Capacidad de producción

• Meta diaria: 100 toneladas/día de cáscara de coco (base húmeda o seca, esto es importante aclarar)
• Horas operativas: normalmente 24 h.

5.2 Tiempo de residencia

Tiempo que el material debe permanecer dentro del horno para una carbonización completa.

• Para cáscara de coco: 3 horas en promedio

5.3 Densidad aparente del material

• Antes de la carbonización (cáscara triturada): ~0.3 - 0.4 kg/L
• Después de la carbonización (carbón): ~0.2 - 0.3 kg/L

5.4 Cálculos principales

1. Flujo de alimentación (en kg/h)

​Para una operación de 24h al día:

[pic 1]

[pic 2]

B. Volumen del horno requerido

[pic 3]

Usando:

Flujo = 4,166 kg/h

Tiempo de residencia = 3 h

Densidad = 350 kg/m³ (valor promedio)

[pic 4]

Esto significa que el volumen total del horno (parte activa del tambor) debe ser al menos 36 m³ para asegurar la permanencia del material durante 3 horas.

C. Velocidad de rotación del tambor (rpm)

Se calcula para asegurar que el material fluya de forma controlada.

• Generalmente: 0.5 a 2 rpm

D. Diámetro y longitud del tambor

Para un horno continuo, se puede usar la relación:

[pic 5]

Si tomamos un diámetro de 2.5 m (industrial común), entonces:

[pic 6]

[pic 7]

Eso cubre bien los 36 m³ útiles, considerando que no se carga al 100% (usualmente se usa el 60-70% del volumen del tambor para permitir la mezcla).

Resumen final de especificaciones: para el proceso continuo

COSTOS DEL EQUIPO

Investigación de mercado

Al analizar hornos de carbonización continua disponibles, encontramos:

1. Horno rotatorio de carbonización continua:

• Capacidad: 400 kg/h (9.6 toneladas/día)​
• Precio: Aproximadamente $50,000 USD

Fuente:

Horno rotatorio de carbonización de carbón de cáscara de coco, aserrín de bambú continuo, briquetas de carbón vegetal. (2020). TradeES.com. https://es.tradees.com/epmachinery/product/Rotary-coconut-husk-charcoal-carbonization-furnace-continuous-bamboo-sawdust-charcoal-briquette-carb_386968/?utm_source=chatgpt.com#google_vignette

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1. Horno de carbonización horizontal:

• Capacidad: 3800 kg/h​
•  Precio: $803,406.00 MXN

Fuente:

Horno continuo de carbonización de cáscara de coco Máquina para hacer briquetas de carbón. (2021). Spanish.alibaba.com. https://spanish.alibaba.com/product-detail/Continuous-Coconut-Shell-Carbonization-Furnace-Charcoal-1600120528887.html

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