Generación de Energía por Incineración de Basura

22 Octubre 2013Guadalajara, Jal.

Juan Cristobal Villalobos Lomelin

ENERGIAS RENOVABLES Y MANEJO DE RESIDUOS9° FORO

CONTENIDO

1. La basura en México2. Procesos de Manejo de Basura3. Incineradores de Basura 4. Sustentabilidad5. Proyectos de Incineración en el Mundo 6. Procesos de Tratamiento de Gases

La Basura en Mexico

México genera cada día más de 100 mil toneladas de basura doméstica, equivalente a cerca de 37 millones de toneladas anuales de residuos sólidos urbanos vertidos cada año en rellenos sanitarios, basurales o vertederos.

La gestión de los residuos se ha centrado en un único aspecto: su eliminación a través de tiraderos y rellenos sanitarios

La Basura en Mexico

El problema queda latente, sin resolverse, con el potencial de generar graves impactos ambientales y daños en la salud de las personas, además de impactos paisajísticos.

Una vez depositados en los rellenos, algunos de los residuos se descomponen, y se pueden generar diversos compuestos químicos.

Estos métodos de disposición de la basura pueden llegar a ocasionar contaminación ambiental en aire, suelos y agua

La Basura en Mexico

La Basura en Mexico

En la Ciudad de México se generan diariamente

alrededor de 12,000 toneladas de residuos

sólidos.

Son recolectadas por medio de un parque

vehicular integrado por 2 mil 90 unidades

recolectoras.

Operan más de 17 mil trabajadores de las 16

Delegaciones del Distrito Federal.

La Basura en Mexico

• La Ciudad de México cuenta con trece estaciones de transferencia. • Con tres plantas de selección de residuos urbanos mezclados, con capacidad

instalada conjunta de 6,500 toneladas por día. Bordo Poniente(lleno), San Juan de Aragón y Santa Catarina.

La Basura en Mexico

¿La Ciudad de México?

Tecnología de la Basura

Tecnología de la Basura

Tecnología de la Basura

• Basura Reciclable– Objetos Inertes (5 a 10%)– Materiales Reciclables

• Aluminio• Acero• vidrio

Tecnología de la Basura

• Basura Biodegradable– Desechos de plantas, animales, papel etc.

• Proceso de Digestión Anaeróbica– Producción de Gas– Fertilizantes Orgánicos

Tecnología de la Basura

• Basura Combustible– Materiales combustibles como madera, plásticos,

textiles, etc.• Incineración de basura

– Generación de Energía Eléctrica– Vapor

» Alta temperatura (Uso en procesos de Destilación)» Baja Temperatura (Procesos Hidropónicos etc.)

Incinerador de Basura

Planta incineradora

Planta incineradora

CALENTAMIENTO GLOBAL

LLUVIA ACIDA

LLUVIA ACIDAORIGEN DE LA LLUVIA ACIDALa lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida

LLUVIA ACIDA….SOLUCIONESTrabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer disminuciones en la emisión de SOx y NOx, usando tecnologías para control de emisión de estos óxidos.• Impulsar el uso de gas natural en diversas industrias.• La conversión a gas en vehículos de empresas mercantiles y del gobierno.• Ampliación del sistema de transporte eléctrico.

Instalación de equipos de tratamiento de gases en distintos establecimientos.

Otras:

REGULACIONES

• Estados Unidos: 64% emisiones de SO2 por Termoeléctricas.• Varias fases de reducción de SO2 a llevar 95% de eliminación del

mismo, con lo reducirán 2.1 millones de SO2 a la Atmosfera para el 2014.

• México tiene legislación nueva, que entro en vigor febrero 2012 NOM-085-SEMARNAT-2011.550 ppm Plantas viejas valle de México 30 ppm para plantas nuevas, ó 95% de reduccion.

• Chile de 400 a 200 ppm para carbón ó coque de 30 a 10 ppm en el uso de combustóleo.

QUE SE DICE DE INCINERACION EN MEXICO(Greenpeace)

La quema de basura no es una alternativa para resolver el problema de la excesiva producción de basura, pues genera sustancias altamente tóxicas y bioacumulables .

Se ha demostrado que provocan graves daños a la salud de la población, como cánceres, afectaciones al sistema inmunológico y alteraciones hormonales, entre otras cosas.

El Convenio de Estocolmo, del cual México es parte, establece que se debe reducir la generación de estos contaminantes hasta alcanzar su eliminación.

INCINERACION EN EL MUNDO

• Las Planta de Recuperación de Recursos y Generación de Energía Renovable Alterna "Waste to Energy"; es una tecnología lleva más de 22 años en uso en los Estados Unidos y en países europeos muchos años más.

• En Europa las plantas de Recuperación de Energía son unas de las fuentes primordiales para sustentar el servicio eléctrico en el país, algunos de estos países son Suiza, Suecia, Dinamarca, Alemania, y Francia, entre otros.

• Según el New York Times, Dinamarca cuenta con 29 plantas "Waste to Energy" que brindan servicios energéticos a más de 5.5 millones. Por otro lado, hay 10 plantas adicionales en proyecto o construcción, incluyendo una en la Bahía de Copenhagen cuyo techo será un "ski resort".

INCINERACION EN EL MUNDO

En Alemania hay alrededor de 72 plantas "waste to energy" y procesan un total de 20 millones de toneladas de desperdicios de basura al año y producen un total de 11,800 millones de megavatios al año, lo que equivale un poco mas del 10% de la Energía Eléctrica generada en México.

En Francia hay alrededor de 129 instalaciones "Waste to Energy" y procesan alrededor de 13.7 millones de toneladas de basura al año.

PROYECTOS DEINCINERACION EN EL MUNDO

En Puerto Rico la Planta de Recuperación de Recursos de Arecibo va a procesar 2,106 toneladas de basuras diariamente para producir un promedio de 77 megavatios al día de energía limpia y renovable.

Además esta energía será suficiente para atender la demanda de 300,000 puertorriqueños.

Como regla principal, esta tecnología no afectará la calidad del aire. De hecho, según un estudio propio de la EPA, las emisiones de esta tecnología son menos tóxicas que

el petróleo y el carbón, que son fuentes de energía primordiales en Puerto Rico.

PROYECTOS DE INCINERACION EN EL MUNDO

• En Puerto Rico 69% de la energía eléctrica que se consume proviene de la quema de petróleo . Esto es alarmante ya que en los últimos 10 años el petróleo ha aumentado de $20 a un promedio $105 el barril y se estima que va a seguir en aumento en los años por venir.

PROYECTOS DE INCINERACION EN EL MUNDO

Entre 2005 y 2006, la Agencia Federal de Protección Ambiental (EPA) ordenó el cierre de cinco vertederos en Puerto Rico por su incumplimiento con leyes ambientales y manejo deficiente que ponía en riesgo la salud de los ciudadanos, así como los cuerpos de agua superficiales y subterráneos.

PROYECTOS DE INCINERACION EN EL MUNDO

En Puerto Rico, casi toda la basura que se genera va directo al vertedero. Excepto por la baja tasa que tenemos de reciclaje, todo el material reusable se pierde. Es importante que busquemos métodos de diversificación al disponer de los desperdicios, como lo es la recuperación de recursos.

En otros países como Dinamarca el 54% de sus desperdicios se lleva a plantas WTE, el 42% se recicla o composta y sólo el 4% se lleva a vertederos. Por otro lado, Alemania procesa el 35% en plantas WTE, recicla y composta el 65% y sólo lleva a vertederos el 1% y en Suecia se procesa un 49%, se recicla y composta el 48% y sólo un 3% se lleva a vertederos.

Necesitamos entender que la basura es un problema real y tenemos que manejarla de forma adecuada. Esta tecnología no es un experimento, lleva décadas en uso, en países donde la calidad de vida y los estándares de salud son de excelencia y debemos tomar de ejemplo.

PROCESOS DE TRATAMIENTO DE GASES

Termoeléctrica con Proceso Húmedo con CaCO3

Molino de Carbon

Horno

Turbina

Casa de Sacos

Scrubber

Chimenea

Tecnologías de tratamiento de Gases

Proceso Humedo:Con piedra caliza con oxidacion forzada.

• Produce Yeso, como subproducto• Rango bajo a alto de azufre • Remocion de 95-98% SO2 • Produce pluma visible debido a la saturacion de gases• Costo de Capital y uso de energia mayor que procesos

secos• La mayoria usa piedra caliaza, bajo costo operativo de

MP.• Alto costo Mantenimiento y energetico

Desulfurizacion Forzada Humeda con CaCO3

Chimenea

Gases limpios

LSFOAbsorberPiedra caliza

pulverizada

Agua

YesoSubproducto

FiltroAgua paraTratamientoAire

Espesador

Tanque dePreparacionMezcla

Molienda yMezcla

FlujoGases

Hidrociclones

Agua reciclada

Bombas recirculacion

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Tecnologías de tratamiento de Gases

• Proceso Seco– Lime spray drying (LSD) (Espreado Seco con Cal)

• Rangos bajo y medio de azufre en carbon (<3 lb SO2/Mbtu)• Para Modulos individuales hasta 400 MWe• Remueve 95% de SO2

– Circulating dry scrubber (CDS, or Circulating Fluidized Bed FGD) ( Circulacion seca, o circulacion de lecho fluidizado)• Rangos bajo a alto de azufre en carbon• Para Modulos individuales hasta 400 MWe• Remueve 95-98% de SO2

– No produce pluma visible en la chimenea.• Puede capturar SO3 con casa de sacos.

– Bajo costo de capital y consumo de energia vs proceso humedo– Pueden usar cal viva ó cal hidratada. (CFB usa CaCO3)

.Proceso de Desulfurizacion seco con Cal Gasesa Atmosfera

Agua

StackAbsorbedorSeco de Cal

Cal

Agitador

Cenizas CaSO3 + CaSO4

Colector dePolvos

TanqueDeDisolucion

FlujoGases

Atomizador

Subproductos CaSO3 + CaSO4Reciclaje deSolidos

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FGT – Market Overview & Implications for Graymont | Confidential | Tuesday,

April 24, 201235

Plumas Seco vs Humedo

ResumenCLASIFICACION:

Proceso Humedo ( MP: CaCO3 )Mecanismo de absorcion de gases por niebla saturada de humedadProduce material humedo, proceso de filtrado, subproducto utilizable (Yeso)Alto costo inversion, costo operativo medio

Proceso Seco( MP: CaO ó Ca(OH)2 )Mecanismo de absorcion de gases por niebla no saturada de humedadProduce material secoSubproductos poco uso mezcla(CaSO3 y CaSO4)Baja inversion inicial, costo operativo alto(remediacion)

.

Si solo trabajas con las cosas que ya están establecidas, no vas a ser parte de la próxima gran aventura

GRACIAS