Foro Consultivo Científico y Tecnológico TSS Internacional, S.A. de C.V.
Generación de Energía Eléctrica con Desechos Sólidos y Líquidos Ing. Carlos L. Caballero Galindo Ing. Francisco Rivas Garrido Zacatecas, Zac. Abril de 2006
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La contaminación ambiental es un hecho real creciente y alarmante en nuestro mundo, especialmente en los países desarrollados.
El crecimiento de la población y su demanda por satisfactores ha propiciado la generación de productos y procesos con características contaminantes.
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Las autoridades han recibido presiones crecientes de sus comunidades y han legislado para controlar la situación.
Pero la demanda social no es controlar, sino erradicar los peligros y riesgos, buscando la seguridad presente y de las generaciones futuras.
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La filosofía alrededor de los contaminantes expresa: •No producirlos o reducir su cantidad •Si se producen, utilizarlos •Si no se pueden utilizar, tratarlos, •Y, ya tratados, disponer de ellos
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El
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tratamiento
y
disposición
de
los
contaminantes,
especialmente los residuos peligrosos, es caro, y quizá por ello no se aplica en forma generalizada.
La tecnología que los ha creado, ahora se dedica a su tratamiento, atractivo.
buscando
la
economía
del
proceso como
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Hoy
día
existen
tratamientos
y
disposiciones
de
los
contaminantes con opciones físicas, químicas y bioquímicas.
El presente trabajo expone las experiencias de la aplicación de una tecnología física (térmica), mediante la gasificación controlada.
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Entre
algunas
tecnologías
disponibles
destacan:
la
incineración, pirólisis, gasificación.
Incineración: destruye los residuos mediante condiciones de combustión a altas temperaturas, atmósfera oxidante y turbulencia.
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Pirólisis: destrucción por calentamiento a alta temperatura en ausencia de oxígeno.
Gasificación:
destrucción
producción de gases
en
atmósfera
reductora
con
combustibles. En esta tecnología se
logran temperaturas muy altas 5,000 a 15,000 grados centígrados mediante el uso de arco de plasma.
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En
el
Área
Metropolitana
de
Monterrey
se
generan
diariamente 6,000 toneladas de basura sólida que requiere disponerse.
El enfoque de tiradero a cielo abierto se sustituyó por relleno sanitario, que se ha optimizado al recuperar el gas metano que se produce y se utiliza para generación de electricidad.
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El relleno sanitario demanda grandes extensiones de terreno y más de 7 años de confinamiento antes de poder utilizar el gas metano.
Esta característica abre un campo de oportunidades para tecnologías que la eliminen.
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TSS Internacional, con la colaboración de sus socios tecnólogos, ha desarrollado un proceso de gasificación asistida por arco de plasma que presenta ventajas sobre otras opciones.
Como beneficios se tienen: espacios reducidos para el manejo de la basura y destrucción total de todo tipo de contaminantes hasta nivel elemental.
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Adicionalmente,
gases
combustibles
y
de
alto
poder
calorífico para la generación de energía eléctrica, que asegura la auto-sustentabilidad del proceso.
Esos beneficios motivaron que SIMEPRODE solicitara al Fondo Mixto recursos de investigación para contratar el diseño, instalación y operación de una planta piloto para corroborar los supuestos, proyecto que comprende:
Proyectos Fondos Mixtos TSS Internacional, S.A. de C.V.
1.
“Determinar la reducción de volumen y peso en 5 familias de residuos sólidos, líquidos y gaseosos procesándolos en planta piloto basada en el proceso de pirólisis asistida con arco de plasma para SIMEPRODESO”
2.
“Con planta piloto, caracterizar la conversión de residuos municipales en combustibles gaseosos y probar la generación de energía eléctrica con diferentes combinaciones de materiales de desecho”.
Proyecto 1 TSS Internacional, S.A. de C.V.
“Determinar la reducción de volumen y peso en 5
familias
de
residuos
sólidos,
líquidos
y
gaseosos procesándolos en planta piloto basada en el proceso de pirólisis asistida con arco de plasma para SIMEPRODESO”
Objetivos TSS Internacional, S.A. de C.V.
Reducción
de
90%
del
volumen
de
la
basura
previamente clasificada, lo que pudiera extender la reserva de trincheras y terrenos a 10 veces el periodo de agotamiento.
Posibilidad
de
recepción
de
residuos
especiales
y
peligrosos que hoy por hoy debido a su alto costo son tirados clandestinamente.
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Área Metropolitana de Monterrey
3,293 km2
3.5 millones de habitantes
6,000 ton. de desechos sólidos por día
Disposición de Desechos TSS Internacional, S.A. de C.V.
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Aprovechamiento Actual de los Residuos Sólidos S I M E P R O D E
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Concepto TSS de Gasificación Pruebas piloto de gasificación de residuos sólidos urbanos, mediante pirólisis asistida con arco de plasma.
Proceso Conceptual de la Gasificación con Pirólisis Intercambiador de calor
Reformador de gas
Vapor
Gas limpio Gas combustible
Almacén de residuos Gasificador de plasma
Vidrio vitrificado
Planta de Etanol
Plasma
(Opcional)
Metales
HCl
Bisulfito de Sodio
Etanol (Opcional)
Conversión completa
Unidad de Destilación Multiefectos (Opcional)
Electricidad
Descarga de residuos
Turbina de vapor
Vapor
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Turbina de gas
Electricidad
Agua destilada (opcional)
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Campo Experimental con Planta Piloto Ubicado en las instalaciones de la planta de SIMEPRODE del municipio de Salinas Victoria, N. L.
Planta Piloto TSS Internacional, S.A. de C.V.
En proceso, las pruebas de: • Gasificación con diferentes materiales • Reducción de volumen y peso de desechos sólidos • Control de gases y valor calórico • Emisiones de gases a la atmósfera • Calibración del proceso • Registro de datos
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Planta Piloto Pruebas de Arranque Etapas de la transformación de desechos en gas combustible y productos reciclables: 1. Manejo de materiales 2. Transformación térmica 3. Limpieza del gas 4. Reducción de peso y volumen 5. Generación de energía eléctrica
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Planta Piloto Manejo de Materiales Residuos en prueba: • Sólidos urbanos • Comerciales y madera • Sólidos industriales • Líquidos orgánicos • Llantas de hule
Equipos auxiliares utilizados en diversas pruebas de preparación de materiales para cortes, trituración y compactación.
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Planta Piloto Transformación Térmica
Proceso de gasificación: • Los desechos se depositan por la parte superior del reactor • Las antorchas de plasma del interior del reactor están estratégicamente ubicadas • La alta temperatura y ausencia de oxígeno convierten los compuestos orgánicos en gas, cuando llegan al fondo del reactor • El gas producto se compone de CO, H2 y N, Cl, S.
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Planta Piloto Limpieza del Gas
• Monitoreo de gases producidos para identificar su composición • Identificar necesidades de limpieza de los gases
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Planta Piloto Reducción de Peso y Volumen
Primeros resultados en pruebas de calibración: Material: 18.75 kg de basura casera y madera de cimbra. Resultados: 1.15 kg cenizas y 0.7 litros alquitrán. Reducción peso: 92.0 % Reducción volumen: 97.8 % Material: 18.5 kg de carbón y madera. Resultados: 0.51 kg cenizas. Reducción peso: 97.24 %
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Proyecto 2
“Con planta piloto, caracterizar la conversión de residuos municipales en combustibles gaseosos y probar la generación de energía eléctrica con diferentes desecho”.
combinaciones
de
materiales
de
Objetivo TSS Internacional, S.A. de C.V.
• Beneficiar a los municipios transformando sus desechos domésticos en energía eléctrica, que puede comercializarse en la zona y ahorrar en el costo de electricidad para el alumbrado público. • NO confinar la basura, NO invertir en terrenos para rellenos sanitarios y revertir el presupuesto municipal de gasto a ingreso. • Revertir el impacto ecológico inherente a los desechos municipales en aprovechamiento de los mismos.
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Planta Piloto Generación de Energía Eléctrica
• El valor calorífico del gas permite la generación de energía eléctrica, utilizando un motor generador. • El sistema es capaz de generar su propia energía y, dependiendo de la escala de la planta, genera excedentes para otros usos. • El proceso de generación no produce emisiones peligrosas a la atmósfera.
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Beneficios Grandes Ciudades
• Reduce o cancela la ampliación de confinamientos y evita la afectación de propiedades vecinas de éstos. • Reduce costos de operación y manejo de residuos. • Evita ampliar ecológico.
el
pasivo
• Dispone de energía autogenerada, sin usar recursos no renovables. • Genera ingresos con la producción de energía eléctrica.
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Beneficios Ciudades Medianas Evita tiraderos al aire libre. Reduce la proliferación de vectores y la morbilidad de sus habitantes. Mejora la imagen del medio ambiente. Reduce la contaminación de cauces, corrientes y cuerpos de agua, así como del suelo y aire. Modifica la estructura presupuestal de los municipios
Filosofía del Proceso TSS Internacional, S.A. de C.V.
“Cero desperdicio”, todos los desechos se reciclan o transforman. Conversión de gasto en ingreso, los desechos sólidos son una oportunidad de negocio. Reduce los costos operativos de los municipios y facilita su administración. Mejora la calidad de vida de los trabajadores del medio.
Impacto del Proyecto TSS Internacional, S.A. de C.V.
El Gobierno del Estado de Nuevo León tiene amplias expectativas a los resultados del proyecto. Tiene interés en resolver los problemas que aquejan a los municipios en el manejo de los desechos sólidos y el impacto ecológico que provocan los mismos. La iniciativa privada está al pendiente de los resultados, debido al alto costo de los energéticos y la disposición de sus desechos.
Gracias TSS INTERNACIONAL, S.A. DE C.V. Damián Carmona No. 389 Col. Urdiales C.P. 64430 Monterrey, N. L. Tel. 01 (81) 8371-8810 Fax. 01 (81) 8371-0498 E-Mail:
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