Trabajo Centrales Olalla Guapa

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AUTORES: Alexandro Amor Rodríguez Olalla Blanco Ramos TÉCNI CAS Y TRATA MIENT OS SOBRE LA DEPUR ACIÓN DE GASES

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trabajo para una asignatura de centrales hidraulicasfue una visita al alton lindoso donde se pueden ver todas las partes de esa central hidroelesctica mas grande do pais veciño.

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AUTORES:

Alexandro Amor Rodríguez

Olalla Blanco Ramos

David Cabaleiro Calveiro

TÉCNICAS Y

TRATAMIENT

OS SOBRE

LA DEPURACIÓN

DE GASES

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ÍNDICE

Página 3 a 4 ---------------------------------- Introducción

Páginas 5 a 9 ---------------------------------- Técnicas físicas de depuración

Páginas 10 a 12 ---------------------------------- Técnicas químicas de depuración

Páginas 13 a 14 ---------------------------------- Normativa

Página 15 a 16 ---------------------------------- Conclusiones

Página 17 ---------------------------------- Bibliografía

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INTRODUCCIÓN

En este trabajo vamos a tratar sobre las distintas técnicas para la correcta depuración de los gases asi como de las partes y componentes que constituyen este tipo de instalaciones.

Esta necesidad de depurar los gases emitidos a la atmosfera surge como consecuencia de la expansión de la industria, en concreto, de las plantas metalúrgicas ya que durante las distintas operaciones, emiten productos de combustión: óxidos de carbono, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre y también distintas sustancias químicas y partículas. Además algunos de estos contaminantes pueden producir reacciones químicas que den lugar a otros contaminantes. Estas sustancias liberadas provocan reacciones tóxicas, permanecen en el medio ambiente durante años, viajan miles de kilómetros desde donde fueron usados y pueden traer consecuencias no anticipadas ni intencionadas.

Las centrales térmicas son uno de los principales focos de contaminación a la atmosfera. En España estos valores rondan el 73% de SO2, el 68’5 % de NOx y el 31 % de otras partículas.

Cada vez está más admitida la necesidad de realizar estudios sobre los posibles efectos que a largo plazo puede producir la contaminación atmosférica sobre el ecosistema, el clima, la tierra y la salud humana, por este motivo se han desarrollado tratamientos para controlarlos y evitar los daños que causan.

La protección del medio ambiente se basa en medidas correctoras para minimizar el daño producido. Hoy en día se habla de prevención a medidas que se anticipen en lo posible a la aparición de estos problemas.

Las razones más destacadas para la depuración de los gases las podemos resumir en cinco puntos:

1. La contaminación ambiental, desde el punto de vista de la salud de las personas expuestas, de los daños producidos en el ambiente y en concreto, a sectores como la agricultura por el fenómeno conocido como ``lluvia ácida´´.

2. Para llevar a cabo la separación de los subproductos gaseosos portadores de metales como por ejemplo, podría ser el SO2.

3. Muchos gases metalúrgicos son consecuencia de operaciones de hornos a alta temperatura, de los cuales se expulsa calor que puede recuperarse a través de calderas recuperadoras.

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4. Los productos que contienen gran cantidad de monóxido de carbono que puede llevarse a quemadores para usarse como gas combustible en otra planta.

5. Las partículas en suspensión portadoras las podemos regresar a la planta y procesarlas de nuevo.

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A continuación, vamos a hablar de las diferentes técnicas físicas de depuración de los gases:

CÁMARAS DE SEDIMENTACIÓN

Funciona conforme a la conducción del gas a alta velocidad, que descarga a una cámara con dimensiones mucho mayores con una sección transversal que va aumentando. Al ir disminuyendo la velocidad del gas por el mayor volumen de la cámara, las partículas de polvo más grandes ya no las consigue arrastrar y caen, mientras que el gas depurado sale por un pequeño conducto de descarga.

Estos aparatos suelen usarse para la limpieza previa de las grandes partículas para proteger las distintas etapas de la instalación.

Esta técnica se emplea para separar partículas de tamaño superior a las 50 micras.

Las características más destacadas de las cámaras de sedimentación son sus pequeños coste energético, de mantenimiento y de instalación, además de su fiabilidad, su baja eficiencia colectora y sus grandes dimensiones.

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CICLONES

Su principio de funcionamiento consiste en la entrada de una corriente de gas a alta velocidad cerca de la sección cilíndrica superior del ciclón que incide de forma tangencial sobre la superficie curva, la fuerza centrífuga que resulta es la encargada de llevar las partículas de polvo hasta la pared del ciclón, cuando chocan con esta, deslizan y por su propio peso salen por el fondo cónico del ciclón. El gas depurado sale por un orificio presente en la parte superior.

La temperatura de trabajo está limitada por los materiales con los que se construye que suelen estar alrededor de los 450 ºC, y las porciones de polvo suelen estar por debajo de las 10 micras.

Cuando ocurre un desgaste excesivo del casco de acero del ciclo por el choque de las partículas de polvo que entran con una velocidad elevada, se controla con un revestimiento constituido por porcelana.

Las características básicas de estos aparatos son:

1. Tienen una limitación importante en el coste de los materiales especiales de construcción.

2. Pueden recogerse líquidos si fluyen libremente y solidos si no se pegan a las paredes del ciclón.

3. Pueden existir problemas de abrasión en el caso de polvos gruesos.

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CICLONES MÚLTIPLES

El principio de funcionamiento consiste en aprovechar la mayor eficiencia de operación de los ciclones de diámetro pequeño que toman solo su parte de la carga de polvo y trabajan en paralelo.

Estos grupos de ciclones forman los multiciclones que procesan grandes volúmenes de gases con una gran carga de polvo.

El tamaño ideal para estos aparatos son las partículas de alrededor de las 70 micras.

FILTROS DE MANGAS

Su funcionamiento consiste en: el gas que contiene los sólidos suspendidos se dirige a cierta presión hacia el interior de bolsas de tela, por las que pasa el gas a través de la tela y hacia la parte de fuera del colector, dejando atrás los sólidos, el polvo o los polvillos que retiene la tela. Después del primer instante de contacto, la acción filtrante la realiza la torta de polvo que se ha depositado sobre el filtro de tela, más que el tejido mismo de la tela de que la que está hecha la bolsa.

La vida de las bolsas varia de seis meses a dos años, mientras que el tamaño de las mismas varia de 12.5 a 50 cm de diámetro, y alcanza una longitud hasta los 13.2 m. En el momento en que se rasga una bolsa hay que cambiarla inmediatamente, porque ocasiona fugas y deja de filtrar.

El tamaño ideal de las partículas para estos aparatos es de 0.05 a 100 micras.

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Una de las características típicas, que se considera como una desventaja es que los filtros de tejido es necesario limpiarlos con frecuencia, por lo que el diseño geométrico debe facilitar la limpieza asi como la consideración de diseño que es lograr una gran área superficial por gasto volumétrico del gas contaminado.

PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICOS

Utilizan electricidad para separar las partículas mojadas o secas que lleva una corriente de gas.

El precipitador utiliza dos electrodos, uno de descarga de potencial negativo y un electrodo colector de potencial positivo. Después un rectificador convierte la energía que alimenta a estos electrodos a corriente directa y eleva la tensión a 80,000 voltios.

Debido al elevado potencial de operación del precipitador, se forma una corona de moléculas de gas ionizado en torno al electrodo de descarga negativo, y los iones de gas negativo y positivo son atraídos hacia la superficie del electrodo de polaridad contraria. Los iones de gas cargados negativamente tienen que recorrer una distancia mayor hasta el electrodo colector, y en su camino hace contacto y pasan su carga negativa a la mayoría de las partículas de polvo que lleva la corriente de gas que está pasando por el precipitador. Estas partículas cargadas negativamente son también atraídas hacia el electrodo colector que tiene carga positiva, y forman sobre éste una capa de partículas de polvo descargadas.

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Entre las ventajas de este sistema se encuentran:

1. Bajo consumo de energía.

2. Una alta eficacia colectora para partículas de tamaño por debajo de un micrómetro.

3. Su capacidad para poder tratar grandes volúmenes de gas.

4. Capacidad para operar con gases a temperaturas relativamente altas.

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Para continuar nos vamos a centrar en las diferentes técnicas químicas de depuración de los gases:

COLECTORES HUMEDOS

Su funcionamiento consiste en sumergir el gas sucio directamente en un baño de agua y por el contacto que tiene lugar entre el agua y las partículas en suspensión en el gas, se separan estas de la corriente de gas y sale de la unidad de gas depurado.

El tamaño ideal para este aparato son partículas de tamaño superior a 9 micras.

Uno de los principales problemas de los colectores húmedos es manipular y disponer de los lodos húmedos que son un producto inherente del proceso, además si el equipo está instalado en el exterior se considerara el problema de congelación el tiempo frio.

Si se quiere conseguir altas eficiencias para partículas finas se requiere a su vez un consumo de energía bastante alto.

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LAVADORES DE TORRE POR ASPERSIÓN

En este sistema el funcionamiento consiste en un gas contaminado fluye hacia arriba por lo que las partículas chocan con las gotas de líquido producidas por boquillas apropiadas situadas a través del paso del flujo. Cuando la tasa del flujo es baja las gotas del líquido contaminado caen por su propio peso al fondo de la torre. Además se suele colocar un eliminador de neblina en la parte superior de la torre para quitar el exceso de gotas de agua limpia y de agua sucia.

Dentro de los lavadores de torre por aspersión, tenemos tres tipos:

1. Lavadores de placas de choque húmedas

Consiste en que el agua se pulveriza desde lo alto de la cámara, y el gas contaminado fluye horizontalmente a través de la cámara. A continuación la partícula es capturada por difusión o choque de inercia, por lo que las gotas mayores caen al fondo por gravedad.

Aquí también se puede considerar necesario colocar el eliminador de neblina.

2. Ciclones húmedos

En este caso, se insertan bancos de boquillas en forma de anillas dentro de un ciclón seco convencional. El aspersor actúa sobre las partículas en el vórtice exterior por lo que las partículas de líquido cargadas de polvo son lanzadas contra la pared interna del ciclón. Esta solución fluye por las paredes hasta el fondo cuando se retira.

A veces se usa un eliminador de neblina en la salida.

3. Lavador de Venturi

En este caso se atomizan el gas sucio y el agua para lavado, en una corriente de gases en movimiento. El lavador tiene una garganta de Venturi convergente, y en este lugar se agregan las gotas de agua para dar el máximo contacto de líquido-gas.

En este caso, el tamaño se recomienda que sea inferior a una micra.

Una de las ventajas del lavador de Venturi, es que es un colector barato que puede procesar grandes volúmenes de gases en unidades relativamente pequeñas por su rápido régimen de tratamiento.

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INCINERACIÓN POR LLAMA DIRECTA

Este sistema consiste en quemar los gases residuales en una combustión.

Una de las principales desventajas que ocurre con este sistema es que son posibles temperaturas de la llama en el intervalo de los 1350ºC. Además uno de los problemas básicos que podemos observar es la emisión de humo y hollín.

OXIDACIÓN TERMICA

Este método se utiliza cuando la concentración de contaminantes combustibles es muy baja.

Se precalienta la corriente de gas residual en un intercambiador de calor, y luego se hace pasar por la zona de combustión que contiene un quemador con combustible suplementario. Los combustibles del gas residual en el quemador llegan a su temperatura de autoencendido y se quema con el oxígeno que hay en la propia corriente de gas residual.

Una de las ventajas es que disminuye la posibilidad de la formación apreciable de óxidos de nitrógeno.

OXIDACIÓN CATALITICA

Consiste en emplear catalizadores para acelerar las reacciones de oxidación cuando las temperaturas están por debajo de los 400ºC.

Las ventajas de este sistema son la limitación a la hora de generar óxidos de nitrógeno y que se limita el aporte de energía

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Por último, vamos a tratar sobre la normativa vigente en España y en Europa para la depuracion de gases:

Para empezar, tenemos que saber que hay dos conceptos que se regulan. En primer lugar, el término de emisión que engloba el expulsar y verter sustancias contaminantes a la atmósfera y en segundo lugar, el término inmisión que se refiere a que debemos hacer una vez emitidos estos gases.

Tenemos varios puntos básicos en los que se desarrolla esta normativa:

1.Control de emision de contaminantes procedentes de instalaciones industriales que esta regulada tanto a nivel estatal como a nivel comunitario.

En cuanto a las normas a nivel estatal, se definen dos figuras:

a. Zona de atmosfera contaminada: Zonas donde a pesar de cumplir con los niveles de emision, los niveles de inmision superan los establecidos durante algunos dias del año.

b. Zona en situacion de emergencia: Son zonas en las que por una causa meteorologica o por un accidente se sobrepasan los niveles de inmision acordados.

Y las actividades potencialmente contaminantes se separan en tres grupos como podemos ver a continuacion:

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2.Control de emisión de sustancias que destruyen la capa de ozono que es estrictamente de carácter europeo.

La normativa comunitaria es muy claro en cuanto a que queda totalmente prohibido la produccion, exportacion, importacion, puesta en el mercado, uso, recuperacion, reciclado, y eliminacion de cualquier sustancia que pueda dañar la capa de ozono.

En cuanto a los escapes de gases, establece que estas sustancias deben ser recuperadas, recicladas o regeneradas durante la revision y mantenimiento de los equipos asi como durante su desmontaje. Y la revision de estas instalaciones solo podran realizarlas las empresas calificadas para ello.

3.Control de emisiones de compuestos organicos volantes debido al uso de disolventes organicos regulado tambien por un organismo europeo.

Los estados de la Union Europea deben hacer que las instalaciones nuevas y las modificaciones en las ya existentes cumplan que las sustancias con compuestos organicos volatiles sean sustituidos en la medida de lo posible, que se lleve una supervision y un control de las instalaciones y que se tengan en cuenta los valores limite de emision de compuestos organicos.

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CONCLUSIONES:

Las conclusiones de este trabajo podríamos clasificarlas en dos grandes grupos, primero en cuanto a los equipamientos y a las distintas técnicas que podemos usar para depurar los gases, y un segundo grupo de conclusiones referidas al impacto medioambiental de estos gases en la atmosfera.

Respecto a las diferentes técnicas que podemos usar en la depuración podemos decir que probablemente la más completa y la que sería más rentable para una instalación seria el precipitador electrostático por su bajo consumo de energía, su alta eficiencia colectora y porque puede trabajar con volúmenes grandes y temperaturas altas, sin embargo queremos un aparato para limpieza previa lo mejor sería usar una cámara de sedimentación que tiene un bajo coste energético, de mantenimiento y de instalación a pesar de no tener una gran eficiencia colectora. También si queremos un aparato que sea barato y nos sirva para grandes volúmenes podemos emplear un lavador de Venturi, además si queremos disminuir la formación de óxidos de nitrógeno podemos emplear técnicas como la oxidación térmica o la catalítica.

Las acciones que podemos llevar a cabo, en cuanto a la protección del medioambiente se clasifican en dos grandes grupos:

1. Acciones preventivas

Son medidas de carácter preventivo, por ejemplo, las evaluaciones de impacto ambiental, la utilización de tecnologías de baja emisión de residuos y una planificación más eficiente del uso de la energía.

Las evaluaciones de impacto tienen como objetivo prever los daños que se puedan producir al medio ambiente con las actividades realizadas por las centrales térmicas y poder adoptar medidas correctoras para mitigar el daño.

Las tecnologías de baja o nula emisión de residuos se basan en el desarrollo de procesos que tratan de evitar la contaminación desde su origen.

2. Acciones correctoras

Cuando las medidas preventivas no se pueden llevar a cabo o su aplicación no es posible desde el punto de vista económico se recurre, para limitar la descarga de contaminantes a la atmósfera, a acciones correctivas que pueden ser de dos tipos:

a) Concentrar y retener los contaminantes con equipos adecuados de depuración que producen residuos sólidos o líquidos que contaminarán los suelos y el agua si no se planifica un tratamiento adecuado de estos residuos y, además, con el inconveniente de que estos equipos depuradores consumen recursos naturales y energía.

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b) Expulsar los contaminantes por medio de chimeneas suficientemente altas para que la dilución evite concentraciones elevadas a nivel del suelo. Este procedimiento, si bien atenúa los problemas de contaminación desde el punto de vista local, puede producir problemas en lugares alejados de las fuentes de emisión (lluvias ácidas).

Es necesario tener en cuenta los dos términos a la hora de evitar la contaminación atmosférica, condicionamiento ambiental y gastos económicos. Para conseguir grados de protección ambiental adecuados a precios razonables se hace combinación entre protección y gasto.

Finalmente concluimos que debido a que la contaminación va a estar en nuestras vidas y que nuestra salud y la supervivencia del planeta dependen de ello tenemos que tomar conciencia sobre esto y llevar a cabo las medidas oportunas para evitarla en la medida de lo posible por eso es importante que tanto las empresas como los gobiernos de los países miembros cumplan con las normas vigentes en el marco estatal y comunitario tanto para emisión como para inmisión limitando la presencia en la atmosfera de contaminantes como los clorofluorocarbonos, los compuestos orgánicos volátiles, etc.

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BIBLOGRAFÍA

- Ecotec

- Wikipedia

- Universidad de Navarra

- Integrasinergy

- Plastoquímica