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INDICE I

INCINERACION DE RESIDUOS SOLIDOS ....................................................................................... 3

1.- ANTECEDENTES .......................................................................................................................... 3

2.-JUSTIFICACION ............................................................................................................................. 3

3.-OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 3

3.1.-OBJETIVOS ESPECIFICOS ...................................................................................................... 3

4.- REVISION DE LITERATURA ........................................................................................................ 4

4.1.- Concepto de Residuos Slidos ............................................................................................... 4

4.2.- Caracterizacin de los Residuos Slidos ............................................................................. 4

4.3.- Componentes de los Residuos Slidos ................................................................................. 4

4.4.- Alternativa para el tratamiento de los residuos Slidos ....................................................... 5

4.5.- Procesos Mecnicos ................................................................................................................ 5

4.6.- Procesos Biolgicos ................................................................................................................. 5

4.6.1.- Compostaje ..................................................................................................................... 5

4.6.1.1.- Sistemas abiertos o aerbico ........................................................................................ 5

4.6.1.2.- Sistema Cerrado o Digestin anaerobia ....................................................................... 5

4.7.- Vertido ........................................................................................................................................ 6

4.7.1.- Tipos de vertido .................................................................................................................... 7

4.8.- Procesos trmicos .................................................................................................................... 8

4.8.1.- Pirolisis ................................................................................................................................. 8

4.8.1.1.- Pirolisis Char ............................................................................................................... 8

4.8.1.2.- Pirolisis Flash ............................................................................................................. 8

4.8.2.-Gasificacin ........................................................................................................................... 9

4.8.3.-Incineracin de residuos slidos urbanos ........................................................................... 10

4.8.3.1.-Incineracin de R.S.U en el mundo ............................................................................. 11

4.8.3.2.- Tecnologas para la incineracin de los residuos urbanos (RSU) .............................. 13

4.9.- Problemtica ambiental .......................................................................................................... 14

4.10.-NORMATIVAS TECNICAS ACERCA DE LA INCINERACION DE RESIDUOS .................... 16

4.10.1.-Instalaciones ..................................................................................................................... 16

4.10.2.-Permisos ........................................................................................................................... 17

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4.10.3.-Entrega y recepcin de residuos ...................................................................................... 17

4.10.4.-Condiciones de explotacin .............................................................................................. 17

4.10.5.-Valores lmite de las emisiones atmosfricas ................................................................... 17

4.10.5.2.- Residuos ................................................................................................................... 17

4.10.5.3.-Control y supervisin .................................................................................................. 18

4.10.5.4.- Acceso a la informacin y participacin de los ciudadanos ...................................... 18

4.11.- Medidas para la reduccin de las emisiones de NOx ....................................................... 18

4.11.1.- Medidas primarias .............................................................................................................. 18

4.11.2.-Medidas secundarias ........................................................................................................ 18

4.11.2.1.- Proceso 1.-sistema de reaccin selectiva no cataltica (SNCR)............................... 19

4.11.2.2.- Proceso 2.- Reduccin cataltica selectiva (SCR) .................................................... 20

4.12.- Separacin de partculas...................................................................................................... 22

4.12.1.-Filtro de Mangas ............................................................................................................... 22

4.12.2.-Colectores de Inercia (Ciclones) ....................................................................................... 22

4.12.3.-Precipitadores Electrostticos ........................................................................................... 23

4.12.4.-Lavadores y Absorbedores hmedos ............................................................................... 23

4.13.- Procesos de Adsorcin ........................................................................................................ 23

4.14.- Sistema de Control de Emisiones ....................................................................................... 24

4.14.1.- Cosecha de caa en verde .............................................................................................. 24

4.14.2.- Aprovechamiento de la quema de biomasa para generacin de energa ....................... 24

4.15.- Tcnicas de control .............................................................................................................. 24

4.16.- Sistema de medicin de emisiones .................................................................................... 25

4.17.-Combustion del bagazo ......................................................................................................... 26

4.17.1.- Tecnologa de parrillas ..................................................................................................... 26

4.17.2.- Caracteristicastecnicas de los hornos utilizados para la combustion de biomasa .......... 26

4.17.3.- Esquema de los tipos de hornos utilizados en la combustion de la biomasa .................. 27

4.17.4.- Esquema de una caldera para bagazo ........................................................................... 28

4.17.5.- Tipos de calderas para bagazo (hornos) ......................................................................... 28

4.17.6.- Datos y parmetros ms importantes de los diferentes tipos de calderas para biomasa 29

4.17.7.-Alimentadores ................................................................................................................... 30

4.17.8.- Tipos de Parrillas ............................................................................................................. 31

4.17.8.1.- Parrilla basculante ..................................................................................................... 31

4.17.8.2.- Parrilla viajera ........................................................................................................... 32

4.17.8.3.- Parrilla inclinada enfriada tipo pinhole .................................................................... 32

4.17.8.4.- Caractersticas generales de los diferentes tipos de parrillas para calderas a bagazo

................................................................................................................................................... 34

4.17.9.- Parmetros que influyen sobre el desempeo de las calderas a bagazo ...................... 34

4.17.10.- Lmites y valores permisibles en la emisin de gases ................................................... 35

5.- BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 36

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INCINERACION DE RESIDUOS SOLIDOS

1.- ANTECEDENTES

El acelerado crecimiento de la poblacin y concentracin en reasurbanas, el aumento de la actividad industrial yel incremento en los patrones de consumo, contribuyen al serio problema de la generacin de los residuos slidos en todos los pases en vas de desarrollo de Amrica Latina y el Caribe, cuyo manejo incorrecto incide directamente en la degradacin medio ambiental y el deterioro de la salud pblica. El manejo de los residuos slidos es una necesidad bsica e imperiosa para la salud del ser humano, gracias a que ha una buena salud se tiene una alto ndice en el rendimiento de sus actividades (trabajo, estudio, deporte y otros). Este manejo de residuos slidos para hacerlo de manera apropiada requiere una serie de anlisis cuantitativo y cualitativo, no solo de slidos si no tambin de gases y lquidos. No podemos olvidar que, ya va casi para treinta aos que venimos hablando, con mayor o menor intensidad, de crisis ecolgica, escasez de recursos y problemas ambientales globales.

2.-JUSTIFICACION El trabajo que se pone a consideracin, se basa en el tratamiento de los residuos slidos y la aplicacin de la ingeniera a este proceso de incineracin del bagazo de caa, para dar lugar a la generacin de energa alternativa y as poder reducir el volumen de los residuos slidos producidos por la industria azucarera y logrando que de los desperdicios salgan beneficios.

3.-OBJETIVO GENERAL

Conocer en forma general los tratamientos de incineracin que se hace a los residuos slidos.

3.1.-OBJETIVOS ESPECIFICOS

conocer el tratamiento que se le realiza a los residuos slidos.

conocer el tratamiento que se le realiza a las emisiones gaseosas.

conocer el proceso para la obtencin de energa.

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4.- REVISION DE LITERATURA

4.1.- Concepto de Residuos Slidos Se entiende por desechos slidos al conjunto heterogneo de todos los residuos slidos y semislidos los cuales son necesarios definirlos con una composicin que reagrupe los elementos constitutivos de cada categora que se presenta.

4.2.- Caracterizacin de los Residuos Slidos Se los Clasifica: Gases, Lquidos y Slidos. Y por su Origen: orgnicos e inorgnicos. Entre los diferentes tipos de residuos tenemos la siguiente categora:

Residuos urbanos de procedencia domiciliaria

Residuos de mercados

Residuos de limpieza viaria

Residuos voluminosos

Residuos de combustin y demolicin

Residuos Agrcolas (Plsticos contaminados, plantas y otros)

Residuos Industriales (caucho, mezcla de residuos combustibles)

Residuos combustibles no peligrosos (madera, papel, cartn, textiles)

Residuos Comerciales (Tiendas, restaurantes, edificios, hoteles)

Residuos Institucionales (Escuelas, hospitales, Universidades, Oficinas, etc)

4.3.- Componentes de los Residuos Slidos Dependen de diversos factores tales como: hbitos, grado de desarrollo, Situacin Econmica, etc. A tal fin, se han realizado diversos anlisis a lo largo de diferentes periodos de tiempo, de forma que estos estudios puedan ser considerados como una muestra significativa de los diferentes tipos de la composicin los residuos., obtenindose as los siguientes: PAPEL CARTON PLASTICO GOMA CUERO TEJIDOS MADERAS JARDINERIA ALIMENTOS FINOS METAL Fe. METAL NO Fe. VIDRIO INERTES

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4.4.- Alternativa para el tratamiento de los residuos Slidos Los municipios e industrias tienen varias alternativas para el tratamiento de sus residuos slidos como ser: arrojar la basura en vertederos (solucin econmica pero peligrosa); o aplicar medios Mecnicos y Biolgicos separndola en plantas de tratamiento para reciclar y reutilizar una parte y la otra convertirse en abono. (Esta sera una solucin mucho ms ecolgica, pero tambin ms costosa); o aplicar Tratamientos Trmicos es decir incinerarla (costosa pero tambin contaminante). A continuacin explicaremos brevemente cada uno de ellos.

4.5.- Procesos Mecnicos Reciclaje: Las plantas de reciclaje permiten recuperar parte de los componentes que estn presentes en los residuos slidos urbanos para ser reutilizados. La tecnologa a emplear en estas plantas depender de la composicin de los residuos a tratar, las instalaciones debern contar con sistemas que permitan separar los distintos componentes que conforman los residuos. Las tecnologas a emplear a tal fin comprenden procesos de separacin manual, clasificacin neumtica, separacin por densidad, separacin magntica. As mismo, se pueden integrar a las plantas de reciclaje plantas de compostaje o digestin anaerobia para el tratamiento de la fraccin orgnica biodegradable presente en los residuos.

4.6.- Procesos Biolgicos

4.6.1.- Compostaje El compostaje es un proceso biolgico, aerbico y termfilo de descomposicin de residuos orgnicos bajo condiciones controladas que transforma los residuos orgnicos biodegradables en un producto conocido como compost aplicable a los suelos como abono. ste proceso puede llevarse a cabo mediante:

4.6.1.1.- Sistemas abiertos o aerbico Es el mtodo ms generalizado y consiste en la creacin de pilas (agrupaciones de residuos en montones de aproximadamente 3 metros de altura y sin limitacin en cuanto a su longitud). Durante la etapa de compostaje activo, es necesario garantizar una correcta aireacin de los residuos, lo cual se lleva a cabo mediante volteo, o bien por medio de ventiladores. Una vez alcanzada la estabilizacin de los residuos (as como la eliminacin de agentes patgenos) el producto puede ser tratado mecnicamente para adecuar el tamao de partcula a su uso final o bien mezclado con otras sustancias.

4.6.1.2.- Sistema Cerrado o Digestin anaerobia Este proceso consiste en el tratamiento biolgico de los residuos orgnicos biodegradables en ausencia de oxgeno, utilizando la actividad microbiana para la descomposicin de los residuos en un ambiente controlando las variables fsicas del proceso tales como temperatura, pH, oxgeno y humedad. Como resultado de este proceso se obtiene biogs, rico en metano utilizado para la generacin de energa, y un producto de la digestin, Potencialmente utilizable como enmienda del suelo por su alto contenido en nutrientes. Existen dos tipos de digestin anaerobia:

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Mesoflica: En la cual los residuos permanecen en el digestor durante 15-30 das a una temperatura de aproximadamente 30-35C.

Termoflica: en la cual los residuos permanecen menos tiempo (12-14 das) a una temperatura de 55C.

La digestin mesoflica tiende a ser un proceso ms robusto y econmico, mientras que la termoflica proporciona mayor cantidad de metano, as como una mayor eliminacin de agentes patgenos. Nota.-La utilizacin de esta tecnologa para el tratamiento de residuos slidos urbanos debe incluir un pretratamiento, en el cual se separa la parte orgnica biodegradable del resto de residuos.

4.7.- Vertido El procedimiento ms usual, aunque no el mejor, de disponer de las basuras suele ser depositarlas en vertederos. Aunque se usen buenos sistemas de reciclaje o la incineracin, al final siempre quedan restos que deben ser llevados a vertederos. Un vertedero correctamente diseado y bien gestionado puede ser un mtodo higinico y relativamente barato de eliminar materiales de desecho de una forma que reduce al mnimo su impacto sobre el entorno local. Vertederos ms viejos, mal diseados o mal gestionados pueden generar un impacto ambiental adverso como la basura arrastrada por el viento, la atraccin de insectos, y la generacin de lixiviados que pueden contaminar aguas subterrneas y para evitarlo se debe impermeabilizar bien el suelo del vertedero y evitar que las aguas de lluvias y otras salgan del vertedero sin tratamiento, arrastrando contaminantes al exterior. Otro subproducto de los vertederos es el gas de vertedero (compuesto sobre todo de gas metano y dixido de carbono), que se produce al descomponerse los restos orgnicos de la basura. Este gas puede crear problemas de olor, mata a la vegetacin de superficie, y es un gas de efecto invernadero. Para evitar esto se colocan dispositivos de recogida de gases que luego se queman para producir energa. Tambin hay que cuidar cubrir adecuadamente el vertedero, especialmente cuando termina su utilizacin, para disminuir los impactos visuales. Este hecho est aumentando la preocupacin por el impacto ambiental debido al excesivo consumo de productos, y ha dado lugar a grandes esfuerzos por reducir al mnimo la cantidad de desechos enviados al vertedero. Estos esfuerzos incluyen el reciclaje, conversin de los desechos en energa, diseo de productos que usen menos material, y la legislacin obliga a los fabricantes a que se hagan responsables de los gastos de retirada de productos y del embalaje (mirar la Administracin de Producto y la Responsabilidad de Productor Ampliada.

VENTAJAS DESVENTAJAS

Es un sistema econmico.

Capacidad para absorber variaciones en el volumen de RSU generados.

El terreno del vertedero es regenerable y recuperable.

La principal desventaja es la eleccin de un terreno adecuado para su ubicacin.

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4.7.1.- Tipos de vertido Hay distintos mtodos para realizar la colocacin de vertidos en los vertederos:

Vertido en superficies: es el mtodo ms usado, los residuos se extienden y compactan siendo cubiertos por material inerte (p.ej. arcilla).

Vertido en zanjas: los vertidos se depositan en zanjas previamente excavadas. All son cubiertas y compactadas. A veces se combina este mtodo con el anterior.

Reacciones en el vertedero.-

1. Formacin de gases: como consecuencia de las fermentaciones anaerobias y aerobias que tienen lugar en los residuos de los vertederos tiene lugar la produccin de gas. Este tiene una composicin aproximada del 50% en metano y 50% de CO2. La formacin de gas depende, entre otros factores del contenido en materia orgnica de los residuos, de la edad de los residuos, de la humedad de los mismos y del pH. El poder calorfico del gas generado tiene un valor medio de 4200 Kcal/m3.

2. Formacin de lixiviados: El lixiviado es el residuo lquido generado en un vertedero. Su origen es doble:

3. Aguas de percolacin: el agua de origen exterior, generalmente procedente de la lluvia, percola por el vertedero, dando como resultados la salida de aguas cargadas de contaminantes orgnicos e inorgnicos.

4. Aguas de generacin: los procesos de fermentacin que ocurren en el interior de los residuos producen la generacin de aguas que percola de forma similar al caso anterior.

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4.8.- Procesos trmicos Los procesos trmicos para el tratamiento de residuos slidos urbanos comprenden:

1. Pirolisis. 2. Gasificacin 3. Incineracin

Las 2 ltimas tecnologas son relativamente recientes puesto que, anteriormente, su empleo se limitaba a la industria petroqumica.

4.8.1.- Pirolisis Es un proceso consistente en la degradacin trmica de los residuos en ausencia de agente oxidante. Este proceso se lleva a cabo en un rango de temperaturas comprendido entre 400 800 C. La pirlisis y la gasificacin son dos formas de tratamiento trmico en las que los residuos se calientan a altas temperaturas con una cantidad de oxgeno limitada. El proceso se lleva a cabo en un contenedor sellado a alta presin. Convertir el material en energa es ms eficiente que la incineracin directa, se genera energa que puede recuperarse y usarse, mucha ms que en la combustin simple. La pirlisis de los residuos slidos convierte el material en productos slidos, lquidos y gaseosos. El aceite lquido y el gas pueden ser quemados para producir energa o refinado en otros productos. El residuo slido puede ser refinado en otros productos como el carbn activado.

4.8.1.1.- Pirolisis Char Cuando se aplica al tratamiento de RSU, la accin del calor descompone molculas complejas en otras ms simples, obteniendo como productos finales una sustancia slida carbonosa (char), lquido y gas. Las proporciones relativas de los mismos dependern de la temperatura a la que sean expuestos, el tiempo de exposicin y la propia naturaleza de los residuos a tratar.

4.8.1.2.- Pirolisis Flash La pirlisis flash requiere una corta exposicin, en torno a un segundo, a altas temperaturas (900 1000 C). Una exposicin prolongada a temperaturas moderadas maximizar la produccin de char, mientras que la pirolisis flash proporcionar un producto lquido en torno al 80% en peso. El gas obtenido en estos procesos tienen un poder calorfico entre 15 y 20 MJ/Nm3 y se emplea para la produccin de energa, existiendo dos alternativas:

1. Mediante la combustin del gas y posterior aprovechamiento de los gases en un intercambiador para generar vapor, empleado para producir energa en un conjunto turbina alternador.

2. Mediante el refino del gas para su empleo como combustible en una turbina de gas para la produccin de electricidad.

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Existen diversos diseos de plantas pirolticas (escala piloto) para el tratamiento de los desechos slidos urbanos. El componente principal de todos es el reactorpiroltico que consta de una retorta (cmara) calentada con gas, hermtica y revestida con una chaqueta aislante. Esta retorta gira lentamente y tiene una pequea inclinacin en el sentido de alimentacin hacia la descarga. Los residuos son alimentados a travs de un sello que abre intermitentemente y son sometidos temperaturas de 650 a 982C en una atmsfera deficiente o libre de oxgeno. . Los sistemas pirolticos que se han desarrollado seagrupan en dos categoras:

1. los que utilizan una pirolisis convencional. 2. los que desarrollan una pirolisis a altas temperaturas.

De stos, los dos sistemas de altas temperaturas son similares a un proceso de incineracin a altas temperaturas y la diferencia con este ltimo es que en el proceso piroltico, los gases producidos son generados en una cmara posterior al horno piroltico y separadamente de los residuos slidos, mientras que en un incinerador, los gases se consumen junto con los desechos.

4.8.2.-Gasificacin

La gasificacin es un proceso termoqumico en el que un sustrato carbonoso (carbn, biomasa, plstico) es transformado en un gas combustible mediante una serie de reacciones que ocurren en presencia de un agente gasificante (aire, oxgeno, vapor de agua o hidrgeno).

La composicin del gas es muy dependiente de las condiciones en las que se realiza la gasificacin pero suelen ser ricos en monxido de carbono y/o hidrgeno, con contenidos menores de dixido de carbono, metano y otros hidrocarburos. El sustrato carbonoso de origen y el agente gasificante son los parmetros que determinan el mayor o menor contenido en energa (poder calorfico) del gas.

La energa del gas de gasificacin aumenta al utilizar otros agentes gasificantes, siendo el poder calorfico ascendente en el siguiente orden de agentes gasificantes: oxgeno, vapor de agua e hidrgeno.

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Con oxgeno (O2): Se forma CO Con aire: Se forma CO + N2 Con oxgeno (O2) y agua (H2O): Se forma CO + H2 Con aire y agua (H2O): Se forma CO + H2 + N2 (simultnea) Con aire y agua (H2O): Se forma CO + N2 y, separadamente CO + H2 (sucesiva) A presin y con catalizadores: Se forma CH4.

El aprovechamiento energtico de este gas de gasificacin puede realizarse por combustin en calderas o en sistemas de co-combustin indirecta, introducindolo en una turbina de gas, un motor de combustin interna o en una pila de combustible.

4.8.3.-Incineracin de residuos slidos urbanos

La incineracin se define como un proceso trmico que conduce a la reduccin en peso y volumen de los residuos slidos mediante la combustin controlada en presencia de oxgeno. Los residuos slidos urbanos llegan a la planta, se los puede acomodar en una separacin mecanizada, y as como estn se ponen en una tolva y se usan como combustible, como si fuesen carbn. Para que se d el fuego tiene que haber algo que sea combustible, en este caso el residuos slido urbano acondicionado, y debe haber un comburente, algo que permita el fuego y que lo da el oxgeno (que viene del aire acompaado por nitrgeno) y alta temperatura. Como esta reaccin es muy espontnea, en qumica se llama exotrmica, libera muchsima energa y gran cantidad de temperatura. Debe llegar a una temperatura de 800 a 1.100 grados

El objetivo de la incineracin es reducir el volumen de los residuos slidos urbanos transformndolos en materiales slidos, gaseosos y lquidos, que pueden ser ms manejables para su disposicin final. Durante el proceso de incineracin los residuos slidos reciben un tratamiento trmico en presencia de aire transformndose en constituyentes gaseosos, los cuales se liberan a la atmsfera y en un residuo slido relativamente no combustible. Durante la combustin de los residuos en un incinerador se genera calor, lo que se conoce como calor de combustin, el cual puede ser aprovechado como fuente de energa para el mismo proceso o para otros como el calentamiento de agua o la generacin de vapor.

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4.8.3.1.-Incineracin de R.S.U en el mundo

En la actualidad, la incineracin de residuos slidos urbanos es una tecnologa utilizada ampliamente en especial en los pases desarrollados: Alemania, Suiza, Japn, etc.

En Europa, la aplicacin directiva de vertederos, ha supuesto un importante incremento de la capacidad de incineracin, especialmente en Alemania. En la actualidad existe un importante nmero de proyectos en pases como Reino Unido, Noruega o Finlandia. - En Norteamrica, el incremento de los precios de la energa y la consideracin de renovable de la energa procedente de la incineracin de residuos, ha mejorado considerablemente las condiciones de los pasados aos.

Fuente: Organizacin para la Cooperacin y el Desarrollo Econmico, World Bank.

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Ventajas y desventajas de la incineracin

VENTAJAS DESVENTAJAS

Tecnologas modernas permiten tener un mayor control de las emisiones a la atmsfera aunque elevan demasiado los costos

La operacin deincineradores universales est asociada con emisiones a la atmsfera de metales pesados, sustancias orgnicas (dioxinas y furanos), hexaclorobencenos e hidrocarburos poliaromticos, stos ltimos derivados de procesos de combustin incompleta, sustancias potencialmente txicas y bioacumulables muy peligrosos

Tecnologas modernas permiten la recuperacin de la energa calorfica generada durante la combustin de los residuos slidos la cual se puede emplear en la generacin de electricidad, calefaccin y otros usos

Las emisiones de partculas y gases que se generan en este proceso, provocan la contaminacin de reas cercanas a la planta, y en algunos casos, en zonas ms alejadas al ser acarreadas por el viento

Si no existe terreno disponible para construir un relleno sanitario o facilidades para compostaje, dentro de una distancia en que resulte econmico el transporte de los residuos slidos desde el centro de produccin, un incinerador puede representar el sistema total ms econmico para el tratamiento de estos

La mala o deficiente operacin del proceso conduce a una combustin incompleta de los residuos, con lo que se generan gases txicos que son emitidos a la atmsfera

Un incinerador diseado de manera adecuada es capaz de procesar mezclas variables de residuos y no depende de variaciones climticas

Es una tecnologa que requiere de altos costos de inversin para la construccin y funcionamiento de una planta, costos prcticamente no recuperables.

La recuperacin de los materiales del residuo de la incineracin y del calor del proceso de incineracin puede producir ingresos significantes

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4.8.3.2.- Tecnologas para la incineracin de los residuos urbanos (RSU)

Existen diversas tecnologas que consisten por ejemplo en una Planta de Incineracin de Residuos Slidos Urbanos con tecnologa de parrilla. El principal objetivo del proyecto es la reduccin del volumen de residuos de los vertederos, ayudando a solucionar el grave problema medioambiental de emisiones txicas y aguas de filtracin que se producen en los mismos. As mismo, se aprovechar el calor desprendido por la incineracin de los residuos para producir energa elctrica mediante un ciclo de Rankine

Lecho fluidizado

Este tipo de horno se emplea con residuos homogneos ya sean slidos, lquidos, pastosos o gaseosos.La incineracin de residuos en lecho fluidizado se realiza alimentando el residuo de forma continua a un lecho compuesto por material inerte granulado (0.1 1 mm) (cuarzo) que es fluidizado por una corriente ascendente de aire. La temperatura se mantiene entre 800-900 C (700-800 si el lecho es caliza) La corriente de aire precalentada a 200C debe compensar la tendencia a sedimentar que tiene el lecho expandido. El estado de los materiales en la cmara es como un lquido en ebullicin donde se favorece la transferencia instantnea de calor por conveccin.

El residuo alimentado debido ala alta superficie de contacto pierde inmediatamente la humedad y otros componentes voltiles. Estos gases son arrastrados hacia la parte superior de la cmara de combustin acabando all su oxidacin. Las partculas solida permanecen en la zona densa del lecho

Hornos rotatorios

Este tipo de horno es muy verstil y es apto para trabajar con materiales slidos. La alimentacin del horno se ajusta hasta lograr que la carga ocupe aproximadamente un 20% del volumen interno del horno. La funcin principal del horno es convertir los residuos slidos, lquidos o pastosos en gases. Ello se consigue en este tipo de horno gracias a:

- variacin de la velocidad e inclinacin del horno con lo que el tiempo de resistencia de los residuos slidos aumenta hasta lograr su total destruccin

- aumento de la temperatura muy por encima el que pueda conseguirse en un horno de parrilla, puesto que su interior esta ntegramente construido con materiales refractarios y aislantes.

- posibilidad de trabajar con un exceso de aire mnimo, estequiometria e incluso defecto de aire.

- posibilidad de inyectar aire de combustin caliente ms de (250C) con lo que la calidad y cintica de los procesos se ve muy mejorada.

El horno est constituido por un recipiente de acero recubierto interiormente con una capa de refractario y aislante. Su forma es casi cilndrica. Este dispone de una entrada para la alimentacin de residuos un quemador auxiliar y la entrada de aire comburente.

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Hornos de parrilla.-son los ms conocidos y los ms extendidos debido a su empleo en el tratamiento de los RSU por su versatilidad y capacidad de tratamiento.

La carga de residuo se introduce en la parrilla por gravedad o por medio de un cilindro hidrulico. Por lo general el residuo se introduce todo uno es decir sin triturar lo que favorece la presencia de acumulaciones de material que impiden la libre transmisin del calor por radiacin.

El movimiento de la carga sobre la superficie de la parrilla se logra por efecto de la gravedad (planos inclinados) o bien por diversos mecanismos que obligan a la carga a desplazarse como los rodillos o las parrillas mviles.

Segn el modo de accionamiento de las parrillas la introduccin del aire que se inyecta por la parte inferior es diferente.

4.9.- Problemtica ambiental

La incineracin ha sido objetivo de crticas desde el punto de vista medioambiental debido a la emisin de sustancia toxicas y metales pesados. Las normativas nacionales de aquellos pases en que estn en funciones plantas incineradoras de residuos slidos, as como la correspondiente a la Unin europea, han tendido a regular estrictamente tanto el proceso de combustin como la depuracin de gases.

Por ellos la desventaja o mejor dicho el principal problema de la incineracin es la emisin a la atmosfera de agentes contaminantes presentes en los gases producidos durante el proceso de combustin. Siendo los contaminantes que se encuentran presentes en el flujo de gases que salen durante la incineracin de los residuos slidos:

- xidos de nitrgeno (NOx): Los ms importantes son NO y NO2. Los xidos de nitrgeno son precursores de la formacin de ozono (O3) y nitratos de peroxiacilo (NPA), oxidantes fotoqumicos constituyentes del smog (niebla con humo), y contribuyen a la formacin de aerosoles ntricos que causan lluvia cida y niebla.

- Dixido de azufre (SO2): Se forma por la combustin de materiales que contienen azufre. El S02 es un gas irritante para los ojos, nariz y garganta, y en altas concentraciones puede producir enfermedades o la muerte en personas afectadas de problemas respiratorios. El SO2 es el principal responsable de la produccin de lluvia cida.

- Monxido de carbono (CO): Se forma cuando la combustin de materiales carbonosos es incompleta. Reacciona con la hemoglobina de la sangre para formar carboxihemoglobina (HbCO), que sustituye a la oxihemoglobina (HbO2) que transfiere el oxgeno a los tejidos vivos. La falta de oxgeno puede causar dolores de cabeza, nuseas e incluso la muerte a concentraciones altas y durante un tiempo elevado.

- Partculas: Se forman por combustin incompleta del combustible y por arrastre fsico de los materiales no combustibles. Las emisiones de partculas causan reducciones en la visibilidad y efectos sobre la salud que dependen del tamao y de la composicin de las mismas.

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- Metales: Algunos artculos como plsticos, revistas, pilas, etc., contienen elementos metlicos, estos pueden permanecer en las cenizas o ser emitidos por las incineradoras. En concreto, se ha observado la presencia de Cd, Zn, Sb, Ag, In y Sn en los gases de salida, as como tambin de Hg en menores concentraciones.

La posibilidad de que un compuesto metlico se volatilice o bien forme partculas slidas depender de su naturaleza qumica.

En principio se pueden distinguir tres grupos diferentes de metales

Grupo 1: Al, Ba, Be, Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Si (semimetal), Sr y Ti. Estos elementos poseen elevados puntos de ebullicin y, en consecuencia, no se volatilizan en la cmara de combustin de la incineradora. Forman parte de la misma matriz de las cenizas.

Grupo 2: As, Cd, Cu, Pb, Zn, Sb y Se (los dos ltimos son semimetales), los cuales se volatilizan durante la combustin, pero condensan rpidamente cuando los gases de salida se enfran, por lo que normalmente se encuentran en la superficie de las cenizas.

Grupo 3: Est formado por el Hg que se volatiliza y no condensa, por lo que este elemento tiene ms probabilidad de escapar hacia la atmsfera. La localizacin de los metales (en la matriz o superficie de las cenizas, o en el efluente gaseoso), depende de su naturaleza qumica y tambin de la constitucin de los gases de salida. La presencia de xidos de azufre y de nitrgeno y/o de cloruro de hidrgeno, puede dar lugar a la formacin de compuestos voltiles (sulfatos, nitratos o cloruros metlicos), que alteran la volatilidad de los metales. Debido a la posible toxicidad de los efluentes vertidos durante la incineracin, el control que se debe realizar ha de ser exhaustivo.

- Gases cidos: La incineracin de residuos que contienen flor y cloro genera gases cidos, como el fluoruro y el cloruro de hidrgeno. Se encuentran cantidades traza de flor en muchos productos, mientras que el cloro se localiza en los plsticos, sobre todo en el policloruro de vinilo, y en el poliestireno y el polietileno, que suelen llevar aditivos que contienen cloro.

Dioxinas y furanos: La emisin de compuestos orgnicos de la familia de las dioxinas y furanos (que pueden emitirse en forma gaseosa y/o adsorbidas sobre las partculas), las dioxinas son unos compuestos orgnicos clorados pertenecientes a la familia de las policlorodibenzodioxinas (PCDD). Su molcula est formada por una estructura de triple anillo en la que dos anillos de benceno estn unidos por un par de tomos de oxgeno. Un furano es un miembro de la familia de los policlorodibenzofuranos (PCDF), con una estructura qumica similar, excepto que los dos anillos de benceno estn unidos por un solo tomo de oxgeno.

La importancia de las familias PCDD y PCDF de compuestos orgnicos radica en que algunos de sus ismeros se encuentran entre las sustancias ms txicas que existen. Los PCDD y PCDF son emitidos en bajas concentraciones desde los sistemas de incineracin que queman residuos urbanos. Hay algunas evidencias que demuestran que estas sustancias se producen en todos los procesos de combustin. Se han propuesto tres fuentes de dioxinas y furanos en las emisiones procedentes de la incineracin de residuos urbanos: 1- Presencia en los residuos. 2- Formacin durante la combustin debido a los compuestos aromticos clorados que actan de precursores. 3- Formacin durante la combustin por la presencia de compuestos hidrocarbonados y cloro.

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Una de las causas ms probables de la generacin de dioxinas y furanos en la incineracin es la formacin a partir de sus precursores orgnicos en las zonas ms fras de la post-combustin, por la accin del cloruro de hidrgeno que se genera durante el proceso. Ello favorece la formacin de un agente clorante que, en contacto con los compuestos aromticos presentes, dan lugar a este tipo de compuestos. El rango de temperaturas en el cual se forman las dioxinas en la superficie de las partculas de ceniza es de 250 a 400 C, con un mximo a 300 C. Por esta razn se aconseja que, en las zonas de post-combustin, la temperatura disminuya bruscamente, con el fin de no dar tiempo a la formacin de dioxinas.Para evitar la emisin a la atmsfera de las dioxinas que hayan podido formarse durante la incineracin se suele inyectar carbn activo en polvo, que es un buen adsorbente de este tipo de compuestos.

- PAHs: Los hidrocarburos aromticos policclicos son compuestos orgnicos anlogos al benceno que contienen anillos aromticos de seis miembros conectados entre ellos mediante la comparticin de un par de C adyacentes, lo cual da lugar a anillos fusionados. Se forman al quemar parcialmente materiales que contienen carbono, por tanto son productos de una mala combustin. Estos compuestos son comunes en la atmsfera de las ciudades y su existencia es preocupante porque muchos son cancergenos como el benzo[a]pireno o el benzo[a]antraceno.

4.10.-NORMATIVAS TECNICAS ACERCA DE LA INCINERACION DE RESIDUOS

La incineracin de residuos peligrosos o no peligrosos puede producir emisiones de sustancias que contaminan la atmsfera, el agua y el suelo y tienen efectos nocivos para la salud humana. Para limitar tales riesgos, la Unin Europea (UE) impone condiciones a la explotacin y exigencias tcnicas estrictas a las instalaciones de incineracin y de coincineracin de residuos.

4.10.1.-Instalaciones

La presente Directiva es de aplicacin tanto para las instalaciones destinadas a la incineracin de residuos slidos y lquidos como para las dedicadas a la coincineracin.

Quedan excluidas del mbito de aplicacin de la presente Directiva las instalaciones experimentales que tengan por objeto mejorar los procesos de incineracin y que traten menos de 50 toneladas de residuos al ao, as como aquellas que slo traten:

Residuos vegetales de origen agrcola y forestal.

Residuos vegetales procedentes de la industria de elaboracin de alimentos, si se recupera el calor generado.

Ciertos residuos vegetales fibrosos procedentes de la produccin de pulpa de papel y de papel, si se coincineran en el lugar de produccin y se recupera el calor generado.

ciertos residuos de madera.

Residuos de corcho.

Residuos radioactivos.

Canales de animales. Residuos resultantes de la explotacin de petrleo y gas en plataformas marinas e

incinerados a bordo.

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4.10.2.-Permisos

Todas las instalaciones de incineracin o coincineracin deben disponer de un permiso para llevar a cabo su actividad. El permiso lo concede una autoridad competente tras comprobar el cumplimiento de las condiciones recogidas en la presente Directiva. En el permiso figuran las categoras y cantidades de residuos que pueden tratarse, la capacidad de incineracin o de coincineracin de la instalacin y los procedimientos de muestreo y medicin de la contaminacin atmosfrica y de las aguas que van a utilizarse.

4.10.3.-Entrega y recepcin de residuos

En el momento de entrega y recepcin de los residuos, los operadores de instalaciones de incineracin o coincineracin deben tomar las precauciones necesarias para prevenir o limitar los efectos nocivos para el medio ambiente y los riesgos para las personas.Asimismo, antes de aceptar los residuos peligrosos en una instalacin de incineracin o de coincineracin, los operadores de las mismas deben disponer de las informaciones administrativas sobre el proceso generador, sobre la composicin fsica y qumica de los residuos y sobre los riesgos inherentes a esos residuos.

4.10.4.-Condiciones de explotacin

Con objeto de garantizar la realizacin total de la combustin de los residuos, la Directiva prev la obligacin de que todas las instalaciones mantengan los gases resultantes de la incineracin y de la coincineracin a una temperatura mnima de 850 C durante al menos 2 segundos. Si se incineran residuos peligrosos que contengan ms del 1 % de sustancias organohalogenadas, expresadas en cloro, la temperatura debe elevarse hasta 1100 C durante dos segundos como mnimo.El calor generado durante el proceso de incineracin deber recuperarse en la medida de lo posible.

4.10.5.-Valores lmite de las emisiones atmosfricas

Los valores lmite de las emisiones atmosfricas,se refieren a los metales pesados, las dioxinas y furanos, el monxido de carbono (CO), las cenizas, el carbono orgnico total (COT), el cloruro de hidrgeno (HCl), el fluoruro de hidrgeno (HF), el dixido de azufre (SO2) y los xidos de nitrgeno (NO y NO2).

4.10.5.1.- Aguas residuales procedentes de la depuracin de gases de escape

Las instalaciones de incineracin o de coincineracin deben poseer un permiso que les autorice a emitir aguas residuales resultantes de la depuracin de los gases de escape

4.10.5.2.- Residuos

Los residuos del proceso de incineracin o de coincineracin deben reducirse al mnimo y reciclarse en la medida de lo posible. Al transportar residuos secos deben tomarse precauciones para evitar su dispersin en el medio ambiente. Deben efectuarse pruebas para establecer las caractersticas fsicas y qumicas de los residuos, as como su potencial contaminante.

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4.10.5.3.-Control y supervisin

Se dispone la instalacin obligatoria de sistemas de medicin que permitan vigilar los parmetros de explotacin y las emisiones pertinentes. Las emisiones al aire y el agua estarn sujetas a mediciones continuas o peridicas.

4.10.5.4.- Acceso a la informacin y participacin de los ciudadanos

Las solicitudes de autorizacin para nuevas instalaciones deben estar a disposicin del pblico para que pueda presentar observaciones antes de que la autoridad competente tome una decisin.

Las instalaciones de capacidad nominal igual o superior a dos toneladas por hora deben poner a disposicin de la autoridad competente y del pblico un informe anual sobre su funcionamiento y seguimiento. La autoridad competente debe elaborar y poner a disposicin del pblico una lista de las instalaciones de capacidad nominal inferior a dos toneladas por hora.

4.11.- Medidas para la reduccin de las emisiones de NOx

4.11.1.- Medidas primarias Las medidas primarias tratan de reducir principalmente la reduccin de la formacin deNOx trmico. stas son principalmente: Uso de hornos con baja produccin de NOx: Este tipo de hornos implementan tecnologas que reducen la concentracin de oxgeno en las partes de mayor temperatura del horno, crendose as una atmsfera reductora que minimiza la generacin de NOx trmico. La combustin completa se logra inyectando mayor cantidad de oxgeno en las zonas con temperaturas ms bajas. Combustin por fases: En determinadas plantas se puede reducir la formacin de NOx mediante una combustin por etapas. En la primera etapa se introduce oxgeno por debajo de la cantidad estequiomtrica. En la segunda etapa se completa la combustin mediante la inyeccin de aire secundario, a temperaturas ms bajas.

4.11.2.-Medidas secundarias Las medidas secundarias tienen por objeto la reduccin de xidos de nitrgeno ya presentes en los gases de combustin. Esto se logra mediante la inyeccin de un agente reductor en el flujo de gases (amoniaco). Dependiendo de la temperatura a la que se lleve a cabo la reaccin se distinguen dos procesos:

Proceso 1.-sistema de reaccin selectiva no cataltica (SNCR)

Proceso 2.- Reduccin cataltica selectiva (SCR):

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4.11.2.1.- Proceso 1.-sistema de reaccin selectiva no cataltica (SNCR) La reduccin selectiva no cataltica es un proceso que sirve para reducir el nivel de los xidos de nitrgeno (NO + NO2) de las corrientes de gas de combustin. En este proceso, se inyecta un agente reductor (normalmente amoniaco o urea) en el gas de combustin que reacciona con los xidos de nitrgeno. El proceso SNRC transforma los xidos de nitrgeno en nitrgeno y vapor de agua sin generar otros contaminantes secundarios. Tiene una eficacia suficiente en la reduccin de los NO x a un coste reducido, generando una mnima cantidad de amoniaco residual en los gases de escape, si se controlan adecuadamente las condiciones de reaccin. Tanto NH3 como la urea se aplican en soluciones acuosas. Por razones de seguridad, normalmente el NH3 se suministra como una solucin al 25 %. Al inyectarse amoniaco en la corriente de gases de escape dentro de la cmara de incineracin, ste acta como reductor de los NO x dentro del rango de temperatura ptima a travs de la siguiente reaccin: NH 3 +NO x + O2 N2+H2O +CO2 La temperatura ptima de operacin utilizando amoniaco como agente reductor se sita entre los 950 1050C. Si se trabaja por debajo de este rango de temperaturas, la velocidad de reaccin sera muy lenta y quedara amoniaco en gas sin reaccionar y a temperaturas ms elevadas se formaran ms NO x. Parte del amoniaco inyectado se oxida formando ms NO x o se descompone trmicamente formando nitrgeno y agua, por lo que es necesario introducir una cantidad de agente reductor para alcanzar la reduccin ptima de NO x. 4 NH 3+ 5 O 2 4 NO + 6 H 2O (Oxidacin) 4 NH 3+ 3 O 2 2 N 2+ 6 H 2 O (Descomposicin trmica) Si se aade una cantidad de agente reductor inferior al valor ptimo (1.5 3 veces la Estequiomtrica), no se alcanzar la reduccin de NO x, Por otro lado si se supera este valor y la concentracin del agente reductor en el gas no es homognea, la concentracin de x NO aumentar por la oxidacin del exceso de amoniaco alimentado. En la SNCR, la inyeccin del agente reductor en los gases de combustin se produce despus de la combustin, en una zona donde los gases han alcanzado la temperatura deseada y antes de aplicar ningn otro tratamiento Esta tcnica se aplica para conseguir una tasa de reduccin del NOx superior al 55 % y aplicable a:

Plantas de combustin. (Centrales trmicas de carbn, fuel o gas natural, plantas de incineracin, plantas de cogeneracin, calderas de produccin de vapor etc.)

Plantas de decapado con cido ntrico y Plantas de fabricacin de cido ntrico.

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4.11.2.2.- Proceso 2.- Reduccin cataltica selectiva (SCR) Este sistema se basa en el empleo de un catalizador (V 2O 5+ Cr2O 3) a travs del cual se hace pasar el flujo de gases previamente mezclado con un agente reductor. Las reacciones que tienen lugar en el catalizador son: 4NO + 4NH3+ O2 4 N2 + 6H2 O 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O 2NO2 + 4NH3+ O2 3N2+ 6 H2 O La eficacia en la reduccin de NOx obtenida mediante el empleo de la tcnica SCR es superior al 90%. Para alcanzar este ratio, as como para optimizar el uso del reactivo, la cantidad de amoniaco inyectada debe ser regulada segn las circunstancias. La temperatura ptima para ste proceso se sita en torno a los 400C. Este proceso permite obtener muy buenos rendimientos, pero la necesidad de disponer del equipo catalizador (con su correspondiente sustrato Cataltico 3 V 2 O 5 TiO2 ), encarece el diseo de la planta incineradora. Eliminacin de gases cidos: SOx, HCl, HF Para llevar a cabo la eliminacin de gases cidos presentes en el flujo de gases se pueden emplear procedimientos de lavado seco, semi-seco y hmedo Proceso seco y semiseco En el caso seco se pulveriza en estado slido sobre la corriente de gases, mientras que en el caso semi-seco, ste se pulveriza sobre los mismos en forma de lechada de cal. En el sistema en semiseco, la lechada de cal se inyecta por presin en el interior del reactor, el agua se evapora y la cal se combina con los cidos presentes, la sal o las sales formadas son recuperadas en el filtro de mangas o en el precipitador electrosttico. En ambos casos los residuos generados se encuentran en estado slido., el reactivo empleado es Ca(OH)2 Se realiza mediante un absorbedor o reactor de contacto. El cometido de este equipo es el de mezclar convenientemente los reactivos empleados en la depuracin con los gases de combustin procedentes de la caldera.. Las reacciones qumicas que tienen lugar en el absorbedor son: 2HCl+ Ca (OH)2 CaCl2+ 2 H 2 O 2 HF+ Ca (OH) 2 CaF2+ 2 H O2 SO2 + Ca (OH)2 CaSO 3+ H 2 O

VENTAJAS DESVENTAJAS

El residuo de los filtros es seco Compatible con filtros de mangas Mayor superficie de reaccin antes y en el filtros de mangas Los reactivos son fciles de manipular El sistema no produce penacho Pocos problemas de corrosin

Se aumenta la cantidad de residuos Los reactivos pueden ser caros Normalmente precisa una caldera para reducir las temperaturas antes del filtro de mangas Se usan mayor cantidad de reactivos que en los sistemas va hmeda o semi-seca Hay que precalentar el gas a la salida de la caldera

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Proceso hmedo El principio de funcionamiento del tratamiento de gases por viahumeda consiste en hacer pasar la corriente gaseosa a travs de un liquido frio. Con ello se consigue: enfriar los gases y considerar la carga acida. Estesistema, desde el punto de vista de la reformacin de dioxinas y furanos es ms seguro y tambien recupera a la mayor parte del material particulado. Para la limpieza de gases empleando el proceso hmedo se emplean dos etapas de lavadores hmedos (scrubbers), que son equipos consistentes en una cmara donde a contracorriente del flujo de gases se inyecta agua pulverizada que previamente ha sido aditivada con los reactivos necesarios. En la primera etapa, se lleva a cabo el enfriamiento de los gases hasta su temperatura de saturacin, adems de la absorcin de los compuestos halgenos y el mercurio. El HCl y HF son absorbidos al entrar en contacto con el agua pulverizada: HF g + H 2 O l HF l + H 2 O l HCl g + H 2O l HCl l + H 2O l Posteriormente, los iones cidos absorbidos reaccionan con el hidrato clcico presente en el agua formando sus respectivas sales. 2HCl l+Ca(OH)2 (s ,l) CaCl2 l + 2 H 2 O 2 HF l +Ca(OH)2 (s ,l) CaF2 l + 2 H O2 Durante esta etapa parte del mercurio presente en los gases puede ser eliminado: HgCl2 g + H 2 O HgCl2 l + H2 O En la segunda etapa del proceso de limpieza hmedo se lleva a cabo la eliminacin del SO 2. Al igual que la primera, esta se lleva a cabo en un equipo donde se inyecta agua pulverizada en varios niveles a contracorriente del flujo de gases. Los reactivos aadidos al agua en esta fase pueden ser hidrxido de sodio, hidrato clcico o carbonato clcico. Las reacciones que tienen lugar en cada caso son: Reactivo: NaOH SO 2 g+ H2O H + + HSO3

- l H + + HSO3

+ 1/2 O 2 SO4- + 2H + HSO 3

- + Na NaHSO3 l SO4

- + Na+Na SO4 l Reactivo: hidrato clcico: Similares a las del modo semi-seco, con la diferencia que los productos residuales sern hmedos. Reactivo: Carbonato clcico SO 2 + CaCO3 + H 2 O CaSO3 + H 2O + CO2

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VENTAJAS DESVENTAJAS

Buen control de gases cidos. Buen control de las emisiones de Hg y Cd sin necesidad de aditivos.

Genera efluente lquido que precisa tratamiento. Debe precalentarse el efluente para eliminar el penacho. Problemas de corrosin. Materiales ms caros.

En general, las tres tecnologas (seco, semi-seco y hmedo) permiten obtener buenos resultados en cuanto a la eliminacin de gases cidos del flujo de gases. El proceso hmedo permite operar con bajos consumos de reactivos, sin embargo genera aguas residuales que debern disponer de instalaciones especficas para su posterior tratamiento. El proceso semi-seco, permite disminuir el consumo de reactivos con relacin al proceso seco, sin generar aguas residuales.

4.12.- Separacin de partculas

Se consideran partculas las cenizas volantes y finos arrastrados en el horno, los Componentes condensados, los reactivos y los productos formados como consecuencia de otros procesos de limpieza de gases. Para ello se emplea los

4.12.1.-Filtro de Mangas

El sistema de filtros consiste en hacer pasar una corriente de gases cargados con partcula de polvo a travs de un medio poroso donde queda atrapado el polvo. El filtro de mangas ha sido uno de los ms utilizados durante los ltimos aos, ya que pueden tratar grandes volmenes de gases con altas concentraciones de polvo. Con este tipo de equipos pueden conseguirse rendimientos mayores del 99%, independientemente de las caractersticas de gas, haciendo posible la separacin de partculas de un tamao del orden de 0.01 micras. Conforme pasa el gas, la capa depolvo depositado sobre el material filtrante, que colabora en el proceso de interceptacin y retencin de partculas de polvo, se va haciendo mayor, aumentando la resistencia al flujo y la prdida de carga, lo que obliga a disponer de mecanismos para la limpieza automtica y peridica del filtro.

4.12.2.-Colectores de Inercia (Ciclones)

Los ciclones son los equipos de separacin inercial que poseen una mayor eficacia en la captacin de partculas. Estn formados bsicamente por un recipiente cilndrico vertical donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado de partculas de polvo. La corriente se desva en crculo y por efecto de la fuerza centrfuga, las partculas se lanzan al exterior al formar la mezcla gaseosa un remolino vertical descendente. Esta corriente en espiral del gas cambia de direccin al llegar al fondo del recipiente y sale por el conducto situado en el eje. Los ciclones son dispositivos tiles y baratos para la captacin en seco de polvo ligero o grueso.

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4.12.3.-Precipitadores Electrostticos

Los precipitadores electrostticos basan su principio de funcionamiento en el hecho de cargar elctricamente las partculas, para una vez cargadas someterlas a la accin de un campo elctrico que las atrae hacia los electrodos que crean el campo, depositndose sobre ellos. Los precipitadores ms utilizados a escala industrial son los de diseo de etapa nica, por su gran capacidad de tratar gases con concentraciones de polvo muy altas. Estos precipitadores pueden separar cualquier tipo de sustancia en forma de partculas, alcanzando eficacias superiores al 99%, siempre que la resistividad elctrica de las partculas no sea demasiado alta, en este caso ser necesario acondicionar la corriente gaseosa con la adicin de determinados productos.

4.12.4.-Lavadores y Absorbedores hmedos

Los lavadores y absorbedores hmedos son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en un gas portador a un lquido absorbedor en la fase mezcla gas-lquido, debido a la colisin entre las partculas de polvo y las gotas de lquido en suspensin en el gas. El absorbedor de columna de relleno contiene una sustancia inerte (no reactiva), como plstico o cermica, que aumenta la superficie del rea lquida para la interfaz lquida/gaseosa. El material inerte ayuda a maximizar la capacidad de absorcin de la columna. Adems, la introduccin del gas y lquido en extremos opuestos de la columna permite que la mezcla sea ms eficiente debido al flujo contra corriente que se 43 genera. Los absorbedores pueden alcanzar una eficiencia de remocin mayor de 95 por ciento.

4.13.- Procesos de Adsorcin Una alternativa a los sistemas de absorcin por lquido lo constituye la adsorcin de los contaminantes sobre slidos. En los procesos de adsorcin los gases, vapores y lquidos se retienen sobre una superficie slida como consecuencia de reacciones qumicas y/o fuerzas superficiales.

Se produce una difusin desde la masa gaseosa hasta la superficie externa del slido y de las molculas del gas dentro de los poros de slido seguida de la adsorcin propiamente dicha de las molculas del gas en la superficie del slido. Los slidos ms adecuados para la adsorcin son aquellos que tienen una elevada porosidad y rea superficial para facilitar el contacto slido-gas. Peridicamente, es necesaria la sustitucin o regeneracin del adsorbente para que su actividad no descienda de determinados niveles.

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4.14.- Sistema de Control de Emisiones

4.14.1.- Cosecha de caa en verde

Una de las estrategias que se pueden utilizar es la cosecha de la caa en verde ya que la prctica tradicional en los ingenios azucareros para la cosecha de caa consiste en quemar la plantacin para facilitar la recoleccin de los tallos. Sin embargo la quema de una sola hectrea de plantacin de caa significa emitir a la atmsfera ms de 160 kg de bixido y monxido de carbono. (SAGARPA, 2009). Al cosechar la caa en verde y evitar la combustin en los campos caeros se ahorra agua, energa elctrica y combustible, se reduce el impacto sobre la contaminacin del agua y se protege el ambiente, a la flora y la fauna del agro sistema caero.

4.14.2.- Aprovechamiento de la quema de biomasa para generacin de energa

Antes de que la biomasa pueda ser usada para fines energticos, tiene que ser convertida en una forma ms conveniente para su transporte y utilizacin. A menudo, la biomasa es convertida en formas derivadas tales como carbn vegetal, briquetas, gas, etanol y electricidad.

Las tecnologas de conversin incluyen desde procesos simples y tradicionales, como la produccin de carbn vegetal en hogueras bajo tierra; hasta procesos de alta eficiencia como la dendro-energa y la cogeneracin.

4.15.- Tcnicas de control Algunas tcnicas para controlar la emisin de contaminantes del aire no requieren equipo adicional, mientras que otras requieren control "agregado". El control agregado es aquel que se aade a los procesos que generan contaminacin con la finalidad de destruir o capturar los contaminantes. La tcnica elegida para controlar la emisin de contaminantes en una determinada fuente depende de muchos factores; el ms importante es si el contaminante es un gas o una partcula.

Las tcnicas para limitar la emisin de contaminantes del aire sin el uso de control agregado son:

Cambio de procesos

Cambio de combustibles

Buenas prcticas de operacin

Estos mtodos de control se aplican tanto para los gases como para las partculas. El mtodo ms comn de control de contaminantes gaseosos es la adicin de dispositivos de control agregado para destruir o recuperar un contaminante.

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4.16.- Sistema de medicin de emisiones De acuerdo con lo indicado en la Directiva 2000/76/CE, (comunidad Europea) la planta deber contar con un sistema de medicin en continuo de las emisiones en la chimenea. Los componentes analizados por el sistema sern: Partculas totales. Carbono orgnico total TOC Cloruro de hidrgeno (HCl) Dixido de azufre (SO 2). xidos de Nitrgeno (NO) y (NO 2) Monxido de carbono (CO). Amoniaco (NH 3) As mismo, se realizarn mediciones continuas de los siguientes parmetros: Concentracin de O2 Presin. Temperatura Contenido en vapor de agua de los gases de escape.

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4.17.-Combustion del bagazo

4.17.1.- Tecnologa de parrillas

El principio de funcionamiento se basa en el avance del combustible mediante el arrastre de unos elementos provistos de movimiento relativo entre s. Estos elementos sostienen al combustible, insuflndose entre los mismos el aire necesario para la combustin. Segn van avanzando los residuos se va completando la combustin de los mismos, de forma que a la salida el contenido de inquemados es bajo. El material de combustin en su avance por la parrilla, pasa por tres etapas consecutivas de proceso. En la primera de ellas se produce un secado, evaporndose el agua contenida en el material. La combustin principal tiene lugar en la segunda fase. La ltima fase tan slo sirve para completar la combustin en aquellas fracciones de mayor temperatura de ignicin. Los gases desprendidos de la combustin se envuelven en una corriente de aire al abandonar las parrillas. Las parrillas de las calderas de biomasa suelen estar dispuestas en forma inclinada y ser vibratorias, a fin de facilitar la distribucin del combustible y favorecer la evacuacin de cenizas al recipiente de recogida de cenizas o cenicero. Los gases calientes de la combustin se hacen pasar a travs de la seccin de conveccin de la caldera, generalmente situada en la parte superior de la parrilla, donde ceden el calor al agua de circulacin y se produce el vapor que alimenta a la turbina. En ocasiones se instala un economizador que puede ser exterior o interior a la cmara de combustin y donde se baja la temperatura de humos hasta unos 100C. La alimentacin de aire primario se lleva a cabo mediante soplantes, introducindose normalmente el aire a nivel de la cmara de combustin, por debajo de la parrilla, si bien tambin a veces se introduce aire primario en la zona de pre combustin en el caso de algunas calderas alimentadas con balas de paja.

4.17.2.- Caracteristicastecnicas de los hornos utilizados para la combustion de biomasa

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4.17.3.- Esquema de los tipos de hornos utilizados en la combustion de la biomasa

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4.17.4.- Esquema de una caldera para bagazo

4.17.5.- Tipos de calderas para bagazo (hornos)

El desarrollo de la tecnologa de combustin de calderas, el aumento de los parmetros del vapor y la capacidad hacen con que hoy coexistan diferentes tipos de calderas de bagazo

Calderas de tubos rectos (obsoletas, se encuentran solamente en fabricas de azcar muy antiguas)

Calderas de tubos curvos con barios domos(no son mas fabricadas, aun cuando comn encontrarlas en los centros azucareros)

Calderas convectivas de dos domos

Calderas radiantes

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4.17.6.- Datos y parmetros ms importantes de los diferentes tipos de calderas para biomasa

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4.17.7.-Alimentadores

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4.17.8.- Tipos de Parrillas

En las calderas para bagazo modernas se utilizan los siguientes tipos de parrillas:

4.17.8.1.- Parrilla basculante

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4.17.8.2.- Parrilla viajera La parrilla viajera desarrollada por Alstom/John Thompson ha sido probada como la mejor opcin para la quema de carbn.

4.17.8.3.- Parrilla inclinada enfriada tipo pinhole

La parrilla pinhole ha sido comprobada como la mejor opcin para quema de bagazo de caa en Centrales Trmicas, donde si requiere un sistema de limpieza de cenizas sin ninguna cada de presin o reduccin de produccin de vapor. La limpieza es automtica, a travs de vlvulas neumticas. Los tiempos de limpieza y intervalos pueden ser controlados segn las condiciones de ceniza de cada cliente.

Esquema de la parrilla pinhole

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Caldera que utiliza la parrilla pinhole: Caldera APU-70-7GI-PSE

Se trata de una caldera suspensa o colgadacon parrilla pinole con 7 secciones de parrilla. Posee sobrecalentador primario y secundario; nico pase en el haz convectivo; calentadores de aire primario secundario; economizador aletado.

Parmetros: 210 t/h; 66 kgf/cm2; 520 C.

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4.17.8.4.- Caractersticas generales de los diferentes tipos de parrillas para calderas a bagazo

Tipo de parrilla Tensin trmica superficial (MW/m2)

Temperatura mxima del

aire(C)

Remocin de las cenizas y

escoria

Mxima humedad del

combustible (%)

Inclinada tipo pinole

3,15 365 Pobre 55

Basculante 2,36 280/340 Pobre 53

Viajera 3,15 280/340 Excelente 55

4.17.9.- Parmetros que influyen sobre el desempeo de las calderas a bagazo

Humedad del bagazo

Carga de la caldera

Exceso de aire

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4.17.10.- Lmites y valores permisibles en la emisin de gases

LEY N 1333: LEY DEL MEDIO AMBIENTE

REGLAMENTO EN MATERIA DE CONTAMINACIN ATMOSFRICA

Anexo 4

Lmites y factores base orientativos de emisin para fuentes fijas.

Los valores permisibles que se representan a continuacin estn expresados como lmites orientativos, y respectivamente, factores orientativos de emisin.

Tabla 1: Lmites permisibles orientativos de emisin para las fuentes fijas que utilizan gas natural como combustible cuando este no tenga contacto directo con los materiales de proceso (aplica a fuentes existentes y nuevas)

CONTAMINANTE(KG/10M3)*

PROCESO PARTCULAS

SO CO NOX

Turbinas, hornos o calderas

>105.5x10 K (Termoelctricas)

Hornos o calderas (10.5-105.5)x10 KJ/h (Industrias)

50

50

9,6

9,6

640

560

8800

2240

*Kilogramos de contaminantes por 10 metros cbicos de gas natural consumido.

** KJ/h = Kilojoules por hora; un joule = 0.102002 kgm; 1 kilogrmetro

Tabla 3: Factores de emisin mximos orientativos para ingenios azucareros que utilizan bagazo como combustible.

TIPOS DE FUENTE PARTCULAS

Nueva

Existente

Kg/Ton de bagazo utilizado

0.8

3.2

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5.- BIBLIOGRAFIA

http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32477/1/moralestrujillo.pdf

CURSO INTERNACIONALENERGIA NA INDSTRIA DEACAR E LCOOL

Combustin y Calderas Dr. Electo Silva Lora NEST/UNIFEI

-Gasificacin - Wikipedia, la enciclopedia libre

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-Incineracin de los residuos slidos municipales - BVSDE

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Estudio de las propiedades cataliticas del pd en la hidrogenacin selectiva de

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