Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

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La Realidad de las Plantas La Realidad de las Plantas “Waste to Energy” “Waste to Energy” (Incineradores) para el (Incineradores) para el Manejo de Desperdicios Manejo de Desperdicios Por Osvaldo Rosario

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Presentación sobre la incineración del Dr. Osvaldo Rosario en el Colegio de Médicos Cirujanos de Puerto Rico

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La Realidad de las Plantas La Realidad de las Plantas “Waste to Energy” “Waste to Energy” (Incineradores) para el (Incineradores) para el

Manejo de DesperdiciosManejo de Desperdicios

Por Osvaldo Rosario

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Problema del Manejo de Problema del Manejo de los Desperdicios Sólidoslos Desperdicios Sólidos

MultifacéticoMultifacético SocialSocial EconómicoEconómico AmbientalAmbiental

No hay una alternativa que sea “la No hay una alternativa que sea “la Solucion”Solucion”

La situación de manejo actual en PR es La situación de manejo actual en PR es inaceptableinaceptable

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¿¿Por qué hay un Por qué hay un problema?problema?

Características negativasCaracterísticas negativas Mal olorMal olor Se ve malSe ve mal

Se genera muchaSe genera mucha ~5 libras por persona/día en PR~5 libras por persona/día en PR ~40% industrias y comercio~40% industrias y comercio

Alto nivel de consumerismoAlto nivel de consumerismo Mentalidad de usar y botarMentalidad de usar y botar

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AlternativasAlternativas

ReducciónReducción ReusarReusar ReciclarReciclar

CompostarCompostar

IncinerarIncinerar VertederosVertederos

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Legado Nefasto de la Legado Nefasto de la IncineraciónIncineración

desde los 60’s desde los 60’s altos niveles de contaminacialtos niveles de contaminaciónón operación erráticaoperación errática costosacostosa rechazada por comunidadesrechazada por comunidades

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IncineraciónIncineración Por eso es que los proponentes no lo llaman Por eso es que los proponentes no lo llaman

IncineraciónIncineración Planta de Conversión de EnergíaPlanta de Conversión de Energía (“Waste to Energy”)(“Waste to Energy”) Planta de Recuperación de EnergíaPlanta de Recuperación de Energía Plantas de GasificaciónPlantas de Gasificación PirólisisPirólisis Arco de plasmaArco de plasma Y hasta “Plantas de Reciclaje”Y hasta “Plantas de Reciclaje”

Proponentes la traen como caja mágica que hace Proponentes la traen como caja mágica que hace desaparecer la basuradesaparecer la basura Principio básico en ciencias dice que no puedo desaparecer Principio básico en ciencias dice que no puedo desaparecer

materia sino cambiarla de estado materia sino cambiarla de estado Aquí está el problema de IncineraciónAquí está el problema de Incineración

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—¿¿QueQue eses IncineraciónIncineración??

““IncineratorIncinerator (noun) a furnace or device (noun) a furnace or device for burning trash”for burning trash”

Tomado del Tomado del Webster’s New World Webster’s New World DictionaryDictionary

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CombustiónCombustión

CCnnHHmm + O + O2(xs)2(xs) nCO nCO22 + m/2H + m/2H22O + qO + q

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Ejemplo de Metano (CH4)Ejemplo de Metano (CH4)

Hidrocarburo mas simple (un gas)Hidrocarburo mas simple (un gas) Gases son los combustibles que mas Gases son los combustibles que mas

eficientemente se pueden quemareficientemente se pueden quemar Llama es una fLlama es una fáábrica química brica química DepDepóósito de “tizne” en cuchara sobre llamasito de “tizne” en cuchara sobre llama En “tizne” hay miles de compuestos toxicos y En “tizne” hay miles de compuestos toxicos y

cancercancerígenosígenos Formación favorecida termodinámicamenteFormación favorecida termodinámicamente Estos se formaron en la llamaEstos se formaron en la llama Químicos solo han podido identificar ~15% de Químicos solo han podido identificar ~15% de

ellosellos

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CombustiónCombustión

CCnnHHm m + O+ O2(xs) 2(xs) →→ nCO nCO22 + m/2H + m/2H22O + qO + q

La llama La llama eses unauna fabrica química fabrica química Especies reactivas Múltiples ProductosEspecies reactivas Múltiples Productos

CHCH22 , CH , C , CH , C →→ PAHs, Dioxinas, PAHs, Dioxinas,

H , O fenoles, etc. H , O fenoles, etc.

Muchos de los productos son tóxicosMuchos de los productos son tóxicos y y cancerigenos cancerigenos

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Zonas de un IncineradorZonas de un IncineradorZona 1Zona 1Antes de la Antes de la

llamallamaTemp.Temp.

AmbientalAmbiental

AlgunosAlgunos

precalientanprecalientan

AlimentaciónAlimentación

De materiaDe materia

Zona 2Zona 2LlamaLlama

1,000˚ -1,000˚ -

1,800 ˚ C1,800 ˚ C

HC H2CC H3C Cl NO Br S M

Ceniza

Zona 3Zona 3Post llamaPost llama600600 – 1,100 ˚ C – 1,100 ˚ C

NucleaciNucleacióónn

Metales encapsula-Metales encapsula-

dos por dos por CC

Radicales encapsula-Radicales encapsula-

dos o en superficiedos o en superficie

PAH’sPAH’s

oxy PAH’soxy PAH’s

Cl-hydrocarbonsCl-hydrocarbons

Crecimiento MolecularCrecimiento Molecular

Las zonas no son uniformes en temperatura. Tienen regiones de temperaturas mucho mas bajas por donde pasan intactos contaminantes

Zona 4Zona 4< 600 < 600 ˚ C ˚ C

Reacciones Reacciones

CatalizadasCatalizadas

por metalespor metales

Dioxinas y Dioxinas y

Furanos Furanos

ClorinadosClorinados

Nitro PAH’sNitro PAH’s

Organometa-Organometa-

licoslicos

Otros produc-Otros produc-

tos tóxicostos tóxicos

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Principios FundamentalesPrincipios Fundamentales

--Material no se puede destruir, solo Material no se puede destruir, solo

cambia de estado cambia de estado

-Se formarán productos favorecidos -Se formarán productos favorecidos

termodinámicamente termodinámicamente

-Todo tiende a-Todo tiende a una entropía máxima una entropía máxima

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Ironía de la IncineraciónIronía de la Incineración

Convertir este recurso sólido a Convertir este recurso sólido a materia tóxica y cancerígenamateria tóxica y cancerígena

Mucho saldrá directamente al Mucho saldrá directamente al ambienteambiente

Crea problema serio de disposición de Crea problema serio de disposición de cenizas tcenizas tóóxicas.xicas.

Material tóxico de sistemas de control Material tóxico de sistemas de control de emisionesde emisiones

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Lluvia ÁcidaLluvia Ácida─ Problema serio donde se da quema en gran escalaProblema serio donde se da quema en gran escala─ Quema de basura libera grandes cantidades de SOQuema de basura libera grandes cantidades de SO22

y NOy NOxx

• Parte de SOParte de SO22 es atrapado es atrapado─ En la atmósferaEn la atmósfera

HH2200 SOSO22 → H→ H22SOSO44

HH2200 NONOx x → HNO→ HNO33

─ Estos ácidos se atrapan en gotas de agua en la atmósferaEstos ácidos se atrapan en gotas de agua en la atmósfera

─ Tornan el pH de la lluvia en ácidoTornan el pH de la lluvia en ácido

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Problema de CenizasProblema de Cenizas

No todo material en basura se volatilizaNo todo material en basura se volatiliza Queda material en fondo de “caldera”Queda material en fondo de “caldera”

““bottom ash”bottom ash” Sales inorgánicas y metales pesadosSales inorgánicas y metales pesados Cd, V, Cr, Tl, Pb etc. en forma oxidadaCd, V, Cr, Tl, Pb etc. en forma oxidada Material bien soluble en aguaMaterial bien soluble en agua

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Problema de Cenizas Problema de Cenizas (cont.)(cont.)

Ceniza fina se volatiliza (suspende)Ceniza fina se volatiliza (suspende) ““fly ash”fly ash” Se recoge en trampasSe recoge en trampas Alto contenido material orgánicoAlto contenido material orgánico Altamente tóxica y cancerígenaAltamente tóxica y cancerígena

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Problema de Cenizas Problema de Cenizas (cont.)(cont.)

En Europa tienen que ir a vertedero de En Europa tienen que ir a vertedero de tóxicos tóxicos En P.R. no hay vertedero de tóxicosEn P.R. no hay vertedero de tóxicos

Proponen usar cenizas como material de Proponen usar cenizas como material de construcción construcción Creará problema peor que el de asbestoCreará problema peor que el de asbesto Terminarán en nuestros vertederosTerminarán en nuestros vertederos

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dimensiones menores de 100 nanómetrosdimensiones menores de 100 nanómetros

( 1 nm = 1 de un milímetro)( 1 nm = 1 de un milímetro)

1,000,0001,000,000 se comportan como los gasesse comportan como los gases vienen principalmente de la quemavienen principalmente de la quema no se retienen por filtrosno se retienen por filtros por ende, no son reguladaspor ende, no son reguladas

Formación de Formación de NanopartículasNanopartículas

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Nanopartículas (cont.)Nanopartículas (cont.)

Se comportan como gases.Se comportan como gases. Pasan directo al sistema sanguíneo.Pasan directo al sistema sanguíneo. Traspasan la membrana cerebral.Traspasan la membrana cerebral.

estudios en Italiaestudios en Italia

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ContaminaciónContaminación de aguas de aguas

Los sistemas de control de emisiones requieren Los sistemas de control de emisiones requieren gran cantidad de agua.gran cantidad de agua. ej. 1000 gal/toneladaej. 1000 gal/tonelada

Millones de galones por aMillones de galones por añño o La planta propuesta para Caguas hubiera La planta propuesta para Caguas hubiera

quedado a un kilómetro del lago de Carraquedado a un kilómetro del lago de Carraíízo.zo. Aguas contaminadas terminarían en el lago.Aguas contaminadas terminarían en el lago.

CorrentCorrentíías llevarían contaminantes precipitados as llevarían contaminantes precipitados a cuerpos de aguaa cuerpos de agua

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Problema de InversiónProblema de Inversión

Fenómeno metereológico al ponerse el solFenómeno metereológico al ponerse el sol Temperatura del aire baja, aumenta su Temperatura del aire baja, aumenta su

densidad, y se asienta sobre la tierradensidad, y se asienta sobre la tierra Ej. Formación de neblinaEj. Formación de neblina

Se detiene la brisa y se estanca el aireSe detiene la brisa y se estanca el aire Toda emisión se queda en el área sin Toda emisión se queda en el área sin

dispersarsedispersarse Incineradores operan 24 horas/díaIncineradores operan 24 horas/día Se crea atmósfera tóxica.Se crea atmósfera tóxica.

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Realidad de “Waste to Realidad de “Waste to Energy”Energy”

Requiere de 3 a 5 veces mRequiere de 3 a 5 veces más energía ás energía reemplazar lo quemado que la energía reemplazar lo quemado que la energía producida.producida.

En sí es un En sí es un “Waste of Energy”“Waste of Energy” Quieren pintarlo como que va ha Quieren pintarlo como que va ha

sustituir parte de la importación del sustituir parte de la importación del petróleo (Proyectos de la Cámara)petróleo (Proyectos de la Cámara)

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Energía Ganada de Reciclaje vs Energía Ganada de Reciclaje vs IncineraciónIncineración

MaterialMaterial

PeriódicosPeriódicos

Papel BlancoPapel Blanco

CartónCartón

Otros papelesOtros papeles

HDPEHDPE

PETPET

Otros PlásticosOtros Plásticos

Reciclaje Reciclaje (GJ/ton)(GJ/ton)

6.336.33

15.8715.87

8.568.56

9.499.49

64.2764.27

85.1685.16

52.0952.09

Incineración Incineración (GJ/ton)(GJ/ton)

2.622.62

2.232.23

2.312.31

2.252.25

10.310.3

3.223.22

4.764.76

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Energía Ganada de Desperdicios Energía Ganada de Desperdicios Sólidos Municipales MixtoSólidos Municipales Mixto

0

2

4

6

8

10

12

Reciclaje Incineracion* (electricidad)

GJ

/ to

n

**Data de incineración de mas alta eficiencia en Europa.Data de incineración de mas alta eficiencia en Europa.

Reference: EPA/600/P-03/002FReference: EPA/600/P-03/002F

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Realidad de “Waste to Realidad de “Waste to Energy” (cont.)Energy” (cont.)

Si se calcula la inversiSi se calcula la inversión para quemar los ón para quemar los recursos sólidos, sería el “petróleo” mas recursos sólidos, sería el “petróleo” mas caro de la historia.caro de la historia.

A.E.E. se ha resistido en el pasadoA.E.E. se ha resistido en el pasado Generación de electricidad tiene problemas Generación de electricidad tiene problemas

de estabilidad (errático)de estabilidad (errático) Proyecto de Thermoselect en Alemania no Proyecto de Thermoselect en Alemania no

generó generó ni un kwni un kw para consumo para consumo

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Realidad de “Waste to Realidad de “Waste to Energy” (cont.)Energy” (cont.)

Quieren forzar a clasificarlo como Quieren forzar a clasificarlo como alternativa “renovable” y “sustentable”, alternativa “renovable” y “sustentable”, cuando hay las alternativas que cuando hay las alternativas que verdaderamente clasifican mejor:verdaderamente clasifican mejor: ReusoReuso ReciclajeReciclaje CompostarCompostar

Page 29: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Estados Que Han Excluido “Waste Estados Que Han Excluido “Waste to Energy” Como Fuente Renovable to Energy” Como Fuente Renovable

de Electricidadde Electricidad

ColoradoColorado DelawareDelaware MassachusettsMassachusetts MinnesotaMinnesota New HampshireNew Hampshire New MexicoNew Mexico

New YorkNew York OregonOregon Rhode IslandRhode Island TexasTexas WashingtonWashington WisconsinWisconsin

Page 30: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Estados Que Han Limitado Porciento Estados Que Han Limitado Porciento Que “Waste to Energy” Puede Que “Waste to Energy” Puede Contribuir a Fuentes Renovables de Contribuir a Fuentes Renovables de Electricidad y lo Eliminarán de la Electricidad y lo Eliminarán de la Clasificación Para el Año 2020Clasificación Para el Año 2020

Connecticut (3%)Connecticut (3%) Maryland (2.5%)Maryland (2.5%) New JerseyNew Jersey

(2.5%)(2.5%)

Pensylvania (10%)Pensylvania (10%) Washington D.C. Washington D.C.

(2.5%)(2.5%)

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Incineración Compite con Incineración Compite con ReciclajeReciclaje

““ The main drawback of curbside recycling of The main drawback of curbside recycling of household waste is that it involves a decrease of household waste is that it involves a decrease of energy produced by waste incineration mainly caused energy produced by waste incineration mainly caused by the recovery of paper/cardboard and plastics.”by the recovery of paper/cardboard and plastics.”

Reference: Reference:

Wenisch, Rousseaux, Metivier- Pignon, “Analysis of Technical and Wenisch, Rousseaux, Metivier- Pignon, “Analysis of Technical and Environmental Parameters for Waste to Energy and Recycling”, Environmental Parameters for Waste to Energy and Recycling”, Journal Journal of Thermal Scienceof Thermal Science, Elsevier Press. Oct. 2003 , Elsevier Press. Oct. 2003

Page 32: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Proponentes de Proponentes de Incineración saben que Incineración saben que compite con reciclajecompite con reciclaje

!Contratos de municipios con estos !Contratos de municipios con estos incineradores incluyen cláusulas que incineradores incluyen cláusulas que obligan a llevarles una cantidad fija de obligan a llevarles una cantidad fija de desperdicios y si no, tiene que pagar!desperdicios y si no, tiene que pagar!

Page 33: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Riesgos EconRiesgos Económicosómicos

Numerosas plantas de incineraciNumerosas plantas de incineración han ón han tenido que cerrar por fracaso tenido que cerrar por fracaso económicoeconómico

Ciudades han tenido que seguir Ciudades han tenido que seguir pagando decenas de millonespagando decenas de millones

Cierre de la Karlsrühe en Alemania Cierre de la Karlsrühe en Alemania Costó ~500 millones de EurosCostó ~500 millones de Euros

Page 34: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Calentamiento GlobalCalentamiento Global

IncineraciIncineración de nuestros recursos ón de nuestros recursos sólidos es la forma mas rápida de sólidos es la forma mas rápida de empeorar el calentamiento global.empeorar el calentamiento global.

Seríamos irresponsables como Seríamos irresponsables como cohabitantes de este mundocohabitantes de este mundo..

Page 35: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Emisión de Gases de Invernadero Emisión de Gases de Invernadero en Gramos por Kwh de Electricidad en Gramos por Kwh de Electricidad ProducidaProducida

Reference: US EPA-Fifth Edition, Compilatory of Air Emission Factors,Reference: US EPA-Fifth Edition, Compilatory of Air Emission Factors,

Volume 1Volume 1

0

400

800

1200

1600

2000

Incinerador ("Mass-Burn")

Gasificación Termoeléctrica(Carbón)

g / K

wh

90% más

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Proyectos de Incineración Proyectos de Incineración de Basura en Puerto Ricode Basura en Puerto Rico

Rechazados en el pasadoRechazados en el pasado San JuanSan Juan GuaynaboGuaynabo AreciboArecibo AguadaAguada CaguasCaguas

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Page 38: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010
Page 39: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

No podemos depender de No podemos depender de agencias gubernamentales agencias gubernamentales para protegernospara protegernos

Caso de CAPECOCaso de CAPECO Emisiones de AEEEmisiones de AEE Violaciones de la AAAViolaciones de la AAA Planta de CEMEX en PoncePlanta de CEMEX en Ponce Etc.Etc.

Page 40: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Resumen de los Resumen de los Problemas de Problemas de IncineraciIncineraciónón

Mito energéticoMito energético ContaminaciContaminación del Aireón del Aire Producción de Cenizas Tóxicas y Producción de Cenizas Tóxicas y

CancerígenasCancerígenas Riesgos EconómicosRiesgos Económicos Quemar basura limita alternativas de Quemar basura limita alternativas de

reuso, reciclaje y compostarreuso, reciclaje y compostar

Page 41: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Aprendamos del PasadoAprendamos del Pasado

Cambio de nombre no cambia la Cambio de nombre no cambia la realidad de la incineracirealidad de la incineración (legado ón (legado nefasto)nefasto)

Vasta mayoría de las ciudades en el Vasta mayoría de las ciudades en el mundo no incineran sus recursos mundo no incineran sus recursos sólidossólidos Esto nos debe decir algoEsto nos debe decir algo

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Page 43: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

General Incineration General Incineration ProcessProcess

Municipal Pretreatment High Temperature ProductsMunicipal Pretreatment High Temperature Products

Wastes RegionWastes Region

Removal of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ashRemoval of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ash

Noncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ashNoncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ash

Materials 3. composting - rotary kiln 3. gasesMaterials 3. composting - rotary kiln 3. gases

2. Pyrolisis 4. contaminated2. Pyrolisis 4. contaminated

3. Gasification water3. Gasification water

4. Plasma 5. “cakes”4. Plasma 5. “cakes”

Page 44: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Removal of Non- Removal of Non- combustible Materialcombustible Material

Pieces of MetalPieces of Metal GlassGlass Can remove some plastics and Can remove some plastics and

cardboardcardboard Reduces caloric capacityReduces caloric capacity Less energy producedLess energy produced

The more that is removed the greater the The more that is removed the greater the volume reduction in ashesvolume reduction in ashes

Can interfere with Can interfere with equipmentequipment

Page 45: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

General Incineration General Incineration ProcessProcess

Municipal Pretreatment High Temperature ProductsMunicipal Pretreatment High Temperature Products

Wastes RegionWastes Region

Removal of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ashRemoval of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ash

Noncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ashNoncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ash

Materials 3. composting - rotary kiln 3. gasesMaterials 3. composting - rotary kiln 3. gases

2. Pyrolisis 4. contaminated2. Pyrolisis 4. contaminated

3. Gasification water3. Gasification water

4. Plasma 5. “cakes”4. Plasma 5. “cakes”

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Treatment Prior to Treatment Prior to BurningBurning

Grinding maximizes surface area for more Grinding maximizes surface area for more efficient combustionefficient combustion

Preheating to reduce water contentPreheating to reduce water content Water consumes energy reduces combustion Water consumes energy reduces combustion

efficiencyefficiency Less “net energy” from processLess “net energy” from process

Some more recent versions compost prior to Some more recent versions compost prior to burning (Rogelio’s presentation)burning (Rogelio’s presentation)

Requires more stringent removal of non-Requires more stringent removal of non-compostable materialscompostable materials

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General Incineration General Incineration ProcessProcess

Municipal Pretreatment High Temperature ProductsMunicipal Pretreatment High Temperature Products

Wastes RegionWastes Region

Removal of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ashRemoval of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ash

Noncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ashNoncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ash

Materials 3. composting - rotary kiln 3. gasesMaterials 3. composting - rotary kiln 3. gases

2. Pyrolisis 4. contaminated2. Pyrolisis 4. contaminated

3. Gasification water3. Gasification water

4. Plasma 5. “cakes”4. Plasma 5. “cakes”

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High Temperature RegionHigh Temperature Region

Will give name to the type of incinerationWill give name to the type of incineration Depending on amount of oxygen present Depending on amount of oxygen present

will be the degree of combustionwill be the degree of combustion Temperatures vary with technologyTemperatures vary with technology

Ex. Mass Burn lower relative temperatureEx. Mass Burn lower relative temperature Plasma extremely high temperaturePlasma extremely high temperature

Multiple designs and configurationsMultiple designs and configurations Some systems combine technologiesSome systems combine technologies

Page 49: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Mass BurnMass Burn

Most used in incineration of municipal Most used in incineration of municipal wastewaste

Requires least amount of preremoval of Requires least amount of preremoval of materialsmaterials

Tend to be the worst emittersTend to be the worst emitters Produce greater amount of bottom ashProduce greater amount of bottom ash

~15-25% final volume of waste~15-25% final volume of waste

Page 50: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Mass Burn with GrateMass Burn with Grate

Page 51: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Mass Burn with Rotary Mass Burn with Rotary KilnKiln

Material is suspended in rotating Material is suspended in rotating cylindrical tube cylindrical tube More exposure of surface areaMore exposure of surface area More uniform heatingMore uniform heating

Usually combined with afterburnerUsually combined with afterburner Second burning stageSecond burning stage

See DrawingSee Drawing

Page 52: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

PyrolisisPyrolisis Thermal treatment under oxygen deficient Thermal treatment under oxygen deficient

conditionsconditions Simplifies structure through breaking of bondsSimplifies structure through breaking of bonds

Partially combusted gases, liquids, solids are Partially combusted gases, liquids, solids are producedproduced

These are then burned under oxygen rich These are then burned under oxygen rich conditionsconditions

Partially combusted products burn more Partially combusted products burn more efficiently than original wastesefficiently than original wastes

Many variations depending on type of waste Many variations depending on type of waste and oxygen limitationand oxygen limitation

Developed by Germany during WWII to Developed by Germany during WWII to produce liquid fuels from coal.produce liquid fuels from coal.

Page 53: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

GasificationGasification Same as pyrolisis but optimized to produce Same as pyrolisis but optimized to produce

partially combusted gases.partially combusted gases. Principally HPrincipally H22 and CO and CO Many other gasesMany other gases

Less caloric value than initial material Less caloric value than initial material Already partially burnedAlready partially burned

Less stable than mass burn technologiesLess stable than mass burn technologies Erratic electricity productionErratic electricity production

High maintenance costsHigh maintenance costs Large plant in Germany (Thermoselect) plagued Large plant in Germany (Thermoselect) plagued

with problems.with problems. closedclosed

Page 54: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

GasificationGasification

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PlasmaPlasma

Less proven of the technologiesLess proven of the technologies More limited throughput of materialMore limited throughput of material Extremely high temperatures (5,000Extremely high temperatures (5,000º - 10º - 10,000,000º C)º C) Very stringent preremoval and grinding of materialVery stringent preremoval and grinding of material High power consumption to generate plasmaHigh power consumption to generate plasma Very high maintenance requirements because of Very high maintenance requirements because of

high temperatureshigh temperatures

Page 56: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Plasma - PretreatmentPlasma - Pretreatment

Page 57: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Plasma - furnacePlasma - furnace

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ProductsProducts

There must be net mass balance between There must be net mass balance between initial material and products of combustioninitial material and products of combustion

Products are found in:Products are found in: emissions to the atmosphere (gases and particles)emissions to the atmosphere (gases and particles) Material trapped in control devicesMaterial trapped in control devices Bottom ashBottom ash

Modern incinerators release less to Modern incinerators release less to atmosphere and collect more in control devicesatmosphere and collect more in control devices

Bottom ash and trapped material is toxic and Bottom ash and trapped material is toxic and must be disposed ofmust be disposed of

Page 59: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

General Incineration General Incineration ProcessProcess

Municipal Pretreatment High Temperature ProductsMunicipal Pretreatment High Temperature Products

Wastes RegionWastes Region

Removal of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ashRemoval of 1. grinding 1. Mass burn 1. bottom ash

Noncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ashNoncombustible 2. preheating -moving grate 2. fly ash

Materials 3. composting - rotary kiln 3. gasesMaterials 3. composting - rotary kiln 3. gases

2. Pyrolisis 4. contaminated2. Pyrolisis 4. contaminated

3. Gasification water3. Gasification water

4. Plasma 5. “cakes”4. Plasma 5. “cakes”

Page 60: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Bottom AshBottom Ash

The less material is preremoved initially the more The less material is preremoved initially the more bottom ash will formbottom ash will form

The lower the temperature of burning the more porous The lower the temperature of burning the more porous the ash (Mass burn)the ash (Mass burn) more soluble in water (inorganic)more soluble in water (inorganic)

The higher the temperature the more vitreous the The higher the temperature the more vitreous the bottom ashbottom ash GlassyGlassy Less soluble in waterLess soluble in water

A lot of energy lost in the cooling of ashA lot of energy lost in the cooling of ash If cooled in water, another source of pollutionIf cooled in water, another source of pollution

Page 61: Presentacion osvaldo-incineracion-colegio-de-medicos-feb-2010

Fly AshFly Ash

Highly toxic (metals and organics)Highly toxic (metals and organics) Collection devicesCollection devices

Baghouse (filter)Baghouse (filter) Electrostatic precipitatorElectrostatic precipitator

Nanoparticles are difficult to trapNanoparticles are difficult to trap Europe requires disposal in Toxic Waste Europe requires disposal in Toxic Waste

Landfills.Landfills. In Puerto Rico they will be mixed with bottom In Puerto Rico they will be mixed with bottom

ash.ash.

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GASESGASES

COCO22, CO, SO, CO, SO22, NO, NOXX, Gaseous Organics, , Gaseous Organics, HgHg

Collection devicesCollection devices waterwater lime slurrieslime slurries suspended activated charcoalsuspended activated charcoal ammonia reductionammonia reduction

Produces toxic solutions and “cakes” Produces toxic solutions and “cakes”