Tratamiento de Residuos

Tema 5 Tratamientos térmicos

EUETI Escola Universitaria de Enxeñería Técnica Industrial

INCINERACIÓN DE RESIDUOS Definición: Es el procesamiento térmico de los residuos sólidos mediante oxidación química en presencia de oxígeno. Productos finales: gases + cenizas (no combustible) Se obtiene energía Reducción del volumen de residuos en un 85-95% (no eliminación total) Ventajas •Posibilidad de recuperar E •Útil para procesar ≠ tipos de residuos (poder calorífico ?) •Implantación cercana •Baja necesidad de terrenos Inconvenientes •No eliminación total (vertedero) •Gases (gestión adecuada) •Aporte de E externa •Baja flexibilidad (cambios en flujo de residuos) •Inversión y operación costosa •Paros y averías (sistema alternativo ?)

INCINERACIÓN DE RESIDUOS

63,61%

INCINERACIÓN DE RESIDUOS

Condiciones de operación

•Tiempo de residencia en la cámara de combustión (tiempo contacto: residuo - aire) •Relación residuos / oxígeno •Temperatura

Combustión completa Gases contaminantes (mínimo)

Composición química

3 factores relacionados entre sí ↓ tpo residencia ⇒ ↑ O2, T (margen muy limitado)

C, O, N, S … (metales, halógenos …)

CO2, H2O, N2, SO2 …

INCINERACIÓN DE RESIDUOS C + O2 → CO2 H2 + O2 → H2O S + O2 → SO2

Peso atómico C O H S

12 16 1 32

23,15% de O2 en el aire seco

Calcular la cantidad estequiométrica de aire para la combustión de 1 kg de C, de H y de S. 11,52 kg aire/kg C 34,56 kg aire/kg H 4,31 kg aire/kg S No es posible la incineración con la cantidad estequiométrica de aire. Se usa aire extra para asegurar la combustión total de los RSU Control de olores ↓790ºC → producción de olores ↑980ºC → dioxinas, furanos, COV, otros cptos peligrosos

RESULTADO

Reacciones de combustión

Aumenta N2 y O2 en los gases de chimenea Se reduce la T de combustión (control de T)

PLANTA INCINERADORA 2 tipos de combustible •Residuos en bruto no seleccionados (incineración en masa) •Residuos urbanos procesados (combustible derivado de residuos) alimento más homogéneo mejor control

Horno rotatorio Producir una mezcla lo más homogénea posible Hecho de material refractario T: 950 – 1200ºC Cenizas → recogidas en la parte inferior del horno Gases → cámara de combustión 2ª Mezcla de aire y gases con combustible externo Los gases se terminan de quemar T: ~1000ºC tpo: 2-4 s. Gases de salida sin contaminantes y T baja Controlar los gases de la zona alta del horno Ahí se forman: CO, NOx, Cptos. oxidación parcial de la mat. org. defecto de O2 zonas frías exceso de O2 T altas

Combustión por etapas

Recuperación de E

5º caldera 4º gases y partículas

2º puente grúa

1º 6º depuración de gases 3º aireación forzada

7º recogida de residuos y gestión

PLANTA INCINERADORA Localización Emisiones atmosféricas Evacuación de rechazos Emisiones líquidas Economía

CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS Óxidos de nitrógeno Dióxido de azufre Monóxido de carbono Partículas Metales Grupo 1: Al, Ba, Be, Ca ,Co, Fe, K, Mg, Mn, Si Grupo 2: As, Cd, Cu, Pb, Zn, Sb, Se Grupo 3: Hg (se volatiliza y no condensa) Gases ácidos Dioxinas y furanos

TÉCNICAS TÉRMICAS Secado-deshidratación: Mediante calor evaporamos agua de los residuos Cristalización: reduciendo la temperatura reducimos la solubilidad de algunas sustancias en disolución provocando la cristalización y permitiendo su posterior separación por filtrado. Plasma térmico: Mediante una corriente eléctrica o con arco eléctrico logramos ionizar parte de átomos o moléculas de un gas que se mantienen en equilibrio con el resto de moléculas del gas con presiones elevadas y altas temperaturas Gasificación: Es una combustión parcial controlada en presencia de oxígeno y de vapor de agua, generándose un gas que una vez depurado es similar al gas de síntesis ( CO+H2 ) o ( CO+H2,C02,N2,CH4, etc. ) Pirólisis: es un proceso endotérmico, por lo que necesitamos una fuente de calor externa. Se generan a grandes rasgos tres fracciones: corriente de gas (H2,CH4,CO, etc.). fracción líquida (aceites, alquitrán, etc.). coque (carbono casi puro).