APROVEITAMENTO ENERXÉTICO DOS RESIDUOS: A

INCINERACIÓN

Juan PozaIES A Basella

Tratamentos térmicos

• Combustión: É a incineración sen aproveitamento enerxético. Emprégase para residuos sanitarios patolóxicos.

• Esterilización: É un tratamento térmico para eliminar organismos patóxenos.

• Incineración: É un proceso exotérmico de tratamento do lixo a elevadas temperaturas con exceso de osíxeno que permite recuperar o poder calorífico dos residuos.

• Pirólise: É a degradación endotérmica dos residuos en ausencia de osíxeno. Trátase dunha destilación seca a partir da que se obtén un gas combustible e productos semellantes a gasolina ou gasoil.

• Gasificación: é un proceso térmico con escaso osíxeno, intermedio entre pirólise e incineración, a partir do que se obtén un gas combustible.

• Metanización: Consiste na obtención dun gas combustible (biogás) a partir da fermentación anaerobio dos residuos.

Sistemas de incineración

• Incineradoras de residuos: O calor da combustión aprovéitase para obter auga quente para calefacción ou vapor de auga para mover turbinas xeradoras de electricidade.

• Elaboración de combustible derivado de residuos (CDR ou RPF) en briquetas prensadas que pode ser empregado en caldeiras.

• Incineración para obter gases de combustión: Empregados para obter enerxía eléctrica en turbinas de gases.

Vantaxes da incineración

• Reducción dos residuos a un 25-30 % do peso inicial en forma de cinzas.

• Reducción do volume ó 10 %.

• As cinzas pódense reciclar.

• O contido enerxético aprovéitase como enerxía renovable.

• A contaminación atmosférica pódese minimizar en instalacións apropiadas, cun axeitado control da combustión.

Problemas da incineración

• O lixo transfórmase en cinzas que teñen que ser eliminadas nun vertedoiro.

• A emisión de gases xera contaminación atmosférica.

• Nas cinzas e nos gases concéntranse as substancias tóxicas.

• Pérdese a oportunidade de recuperar materiais revalorizables mediante reciclaxe.

• A normativa sobre residuos obriga á recuperación progresiva dos envases.

• A separación selectiva e os hábitos de consumo alteran o poder calorífico dos residuos.

Elementos dunha planta de incineración

1. Báscula: Control entradas.

2. Foso de recepción: almacén de residuos.

3. Forno de combustión.

4. Caldeira: onde se aproveita a calor.

5. Electrofiltro: placas cargadas electricamente para separa-las partículas dos gases.

6. Filtro de lavado de gases: formado pola torre de reacción de gases ácidos, inxector de carbón activo, filtro de mangueiras e silo de acumulación de residuos.

7. Turboalternador: transforma a enerxía calorífica do vapor en enerxía eléctrica.

8. Cheminea: por onde saen os gases

Elementos dunha incineradora (2)

Fases da incineración (Sogama)

1. Planta de reciclaxe 2. Planta de elaboración de combustible 3. Planta de coxeneración 4. Almacén de CDR 5. Planta termoeléctrica 6. Planta de tratamento de residuos animais

Proceso xestión residuos en Sogama

Planta de reciclaxe

• Chegan os camións cos residuos do contedor amarelo á área de recepción, pésanse para control e sepáranse manualmente.

• No ano 2002 procesáronse 12.083 Tm na planta de reciclaxe de Sogama, procedentes dos 258 concellos adheridos.

Planta de tratamento e elaboración de combustible

• Os residuos do contedor verde chegan por estrada ou ferrocarril á área de recepción e son transportados á planta de tratamento.

Proceso de elaboración de combustible (CDR)

Recepción dos residuos

• A bolsa negra, procedente das ecoplantas, trasládase a esta planta por estrada e ferrocarril en contedores de 43 m3.

• Unha vez na planta, os contedores descárganse por medio de dous pontes grúa con mecanismo de xiro e sitúanse en catro mesas hidráulicas de volteo.

• Estas mesas depositan a bolsa negra en dous fosos de 5.000 m3 cada un, cunha capacidade aproximada de dous días de producción.

• Son 201 concellos os que están adheridos a Sogama para o procesamento dos residuos da bolsa negra.

• Capacidade calculada para1 millón de Tm/ano.

• Instalada para 550.000 Tm/ano que resulta insuficiente.

Alimentador de RSU

• O material dosifícase dende o foso, mediante dous pontes-grúa provistos dun pulpo de 8 m3, a tres alimentadores de placas que o transportan a tres liñas de 40 Tm/h de capacidade cada unha.

• Os voluminosos son retirados dos alimentadores de placas por medio de brazos hidráulicos e enviados a un triturador de voluminosos, dende onde se recircula o producto triturado de novo ó foso.

Clasificación primaria

• Esta etapa consta de tres liñas de 40 tm/h cada unha, con cadanseu trómel dotado dun rompedor de bolsas no seu tramo inicial.

• Os trómeles son de 25 m de largo; 3,5 de diámetro e un peso de 17 Tm, accionados por 3 motores de 15 Kw cada un.

• Neste equipo procédese á apertura de bolsas e á separación de fraccións superior e inferior a 120mm.

• A fracción grosa continúa á etapa de moenda a través de cintas transportadoras e a fracción fina recuperase para realizar unha clasificación secundaria.

Clasificación secundaria

• A fracción fina é recollida nun sistema de cintas onde se retiran os metais férricos, mediante un separador magnético tipo "overband", os metais non férricos mediante separador de correntes de Foucoult e os inertes mediante separador balístico.

• O resto da fracción fina é enviada a un foso regulador da etapa de secado. Por un lado, a fracción grosa condúcese cara a moenda mediante unhas cintas nas que se realiza unha recuperación manual (triaxe) de materiais reciclabeis. Esta cinta está provista de catro tolvas por cinta para o material reciclable.

Trituración

• Tra-la triaxe manual, a fracción grosa móese en tres muíños de martelos de disposición vertical.

• Na entrada dos muíños sepáranse os inertes pesados (pilas, cascotes, etc.) por medio dun separador balístico.

• Na saída sepáranse as partículas metálicas por medio dun separador magnético tipo "overband" e o producto é enviado a uns trómeles que recirculan todo o material que non acadou o tamaño desexado cara a alimentación dos muíños.

• A fracción de tamaño adecuada é enviada á etapa de mesturado (etapa 7).

Secado da fracción fina

• O material húmido trasládase a dous secadoiros onde a corrente de gases procedente dos motores de coxeneración o seca ata 20-35% de humidade.

• A instalación de secado consta de 6 motores de coxeneración de gas natural, cunha potencia total de 21,21 MW que producen enerxía eléctrica para consumo propio.

• Os vapores de secado depúranse por medio de ciclóns e torres de lavado de gases.

• Á saída dos secadoiros hai uns trómeles que separan a fracción moi fina da fina.

Mesturado

• A fracción moi fina separada con posterioridade ó secado envíase a unhas mesas densimétricas para a separación da materia inerte residual.

• Os fluxos de fraccións grosas, fina e moi fina mesturanse sobre cinta, homoxeneizando o conxunto para o seu envío ó almacén de Combustible Derivado de Residuos (CDR).

Tipos de fornos

• Fornos rotatorios: Forno cilíndrico inclinado 5 % que vai xirando mentres os residuos avanzan ó longo do seu eixo.

• Fornos de parrillas: Estructura en forma de gradas ou rodillos móviles polos que avanzan os residuos. As parrillas moven, mezclan e atizan os residuos favorecendo a combustión.

• Fornos de leito fluidizado: No forno hai un leito de area ou caliza. O aire mantén a mezcla area-residuos en suspensión.

• Para completar presentación en internet pulsar aquí

Fornos rotatorios

• Baixa capacidade: 6 Tm/h.

• Complexidade para cumpri-la normativa de emisión.

• Serve para incinerar residuos pastosos.

• Emprégase en incineradoras de baixa capacidade

Fornos de parrillas: tipos

• Alimentación cara adiante:– Vigas lonxitudinais.

– Gradas transversais:• De movemento simple.

• De movemento dobre.

– Rodillos.

• Alimentación en retroceso:– De movemento solidario das

gradas.

– De movemento independente das zonas lonxitudinais

Partes do forno de parrillas

• As primeiras parrillas son de presecado

• Inxéctase aire a través das parrillas para facilita-la combustión.

• Teñen gran capacidade, ata 30 Tm/h.

• Non serven para residuos pastosos.

• Dánanse as partes mobeis con altas temperaturas que fundan as escóreas.

Entrada residuos Saída gases

Entrada aire

Parrillas rotativasAlimentador

Fornos de leito fluidizado: tipos

• Leito fluído burbullante.

• Leito fluído circulante

• Leito fluído revolving type

O forno de SOGAMA

• É un forno de leito fluido circulante.

• Ten a vantaxe de lograr unha combustión máis completa, un maior control da temperatura e maiores facilidades de operación e mantemento.

• Á saída posue un ciclón para recoller e recircular os sólidos.

• Permite queimar residuos líquidos.

Inconvenientes do forno de leito fluído

• Baixa capacidade: 10 Tm/h.

• Maior emisión de po e fume.

• Para evitar atascos hai que tratar os residuos: trituralos e mesturalos.

• Maior consumo de enerxía eléctrica para mante-lo leito fluído.

• Maior inversión.

Funcionamento dun forno de leito fluido

• O aire tómase da tolva de recepción para controlar cheiros.

• O CDR non debe conter metais nin pezas non fluidizables para evitar problemas.

Foso de escóreas e cinzas

• As escóreas enfréanse rapidamente á saída do forno, e pódense empregar en recheos, bases para estradas, diques ou fabricación de cemento. Se non se reciclan van a un vertedoiro.

• Non hai perigo de lixivación; pero poden conter substancias tóxicas (metais pesados).

• Polo tanto, a reciclaxe das escóreas da incineración de residuos é criticada por uns, e outros considéranas residuos inertes.

• O contido de cinzas é un 30 % en peso e un 10 % en volume da cantidade de residuos inicial.

Recuperación enerxética: rendemento

• O rendemento enerxético rolda o 17-20 % do PCI dos residuos.

• O aproveitamento enerxético é rendible a partir do tratamento de 120.000 Tm/ano, e da problemas por debaixo de 50.000 Tm/ano.

• A recuperación enerxética reduce os custos de tratamento do lixo.

Métodos de recuperación enerxética

• Recuperación do calor: O calor da combustión emprégase para producir vapor e auga quente para utilizar en zonas próximas. (secado de lodos e do CDR, desalinización de auga, calefacción, etc.).

• Emprego do vapor de auga para mover turbinas xeradoras de enerxía eléctrica.

Funcionamento da turbina (1)

• Os gases de incineración quentan a auga do serpentín da caldeira, xerando vapor.

• O vapor de auga acciona unha turbina, e ésta un alternador que produce enerxía eléctrica.

• A auga enfréase mediante un serpentín de refrixeración.

• Os gases de combustión saen da caldeira máis fríos, xa que perderon calor.

• Estes gases son empregados en SOGAMA para seca-lo CDR.

Esquema do funcionamento do sistema turbina-alternador

Tratamento de gases: gases contaminantes

• Óxidos de nitróxeno (NO e NO2).

• Dióxido de xofre (SO2).

• Óxidos de carbono (CO e CO2).

• Materia particulada (MP)

• Metais (incluíndo metais pesados).

• Dioxinas e furanos.

• Outros gases ácidos (HF, HCl)

Sistemas de depuración de gases• Sistemas de captación de partículas:

– Sedimentadores por gravidade: reducindo a velocidade. Pouco efectivos.

– Separadores centrífugos: Eficacia do 80 %.

– Precipitadores electrostáticos.

– Filtros de mangas.

– Lavadores electrostáticos: empregan gotas de auga.

• Sistemas de eliminación de gases:– Procesos de absorción: mediante un líquido.

– Procesos de adsorción: mediante un sólido.

– Procesos de reducción: mediante reactivos químicos.

• Sistemas combinados:– Método seco

– Método semiseco.

– Método húmido

– Combinación de todos.

Sistemas de control de emisións gaseosas

• As dioxinas elimínanse a temperaturas superiores a 1.100 ºC.

• Nas incineradoras instálanse sensores conectados a sistemas informáticos para controlar a temperatura e a composición dos gases.

• Tamén se colocan sensores distribuídos polas zonas de recepción.

Residuos líquidos

• Do arrefriamento das escóreas do incinerador.

• Da depuración da auga de alimentación das caldeiras.

• Lixiviados do foso de residuos

• Augas pluviais e de limpeza xeral.

• Auga sanitaria

• Depuración de gases (se a depuración é por vía húmida).

• Non soen considerarse un problema grave, salvo no caso da depuración húmida dos gases.

• Depuración por métodos tradicionais para augas.

Rendibilidade

• Cada tonelada de residuos xera entre 300 e 400 Kw/h, equivalentes a 100-200 Kg de fuel-oil.

• A planta incineradora de SOGAMA está deseñada para unha potencia de 50 Mw.

• As modernas plantas incineradoras poden traballar con residuos cun PCI entre 1.530-2.070 Kcal/Kg.

• As plantas incineradoras son rendibles a partir do procesamento de 400 Tm/día.